用树莓派DIY血液检测仪准确率不输专业设备，成本不到十分之一

　　血液检测可以查出很多疾病，实验室中有13的病理检测就是靠验血。
　　但在一些不发达地区，可能没有专门的实验室和昂贵的仪器，这项工作开展起来并不容易。
　　现在，来自印度的两位研究人员基于树莓派4DIY了一个更便宜、便携的验血工具。
　　最重要的是其检测结果完全不亚于实验室专用仪器，且半分钟就能出结果。
　　相关研究成果发表在IEEESensorsJournal。
　　基于树莓派的血液检测机器
　　现在很多实验室都在利用光学检测方法来验血。
　　具体来说就是当光穿过血液时，它的强度会随着物质的浓度而变化，从而通过对比光吸收率就可以量化目标分析物的浓度。
　　这个基于树莓派的集成检测系统用的也是这种方法。
　　它涉及一个自动流体分配器，可将控制好量的试剂添加到血样中，然后放入反应杯。
　　还包括可以调节波长的单色光发射组件、用于捕获透射光的光电探测器、用于维持分析所需温度的热管理单元等。
　　图中的处理单元（ProcessingUnit）和显示（Display）部分即为树莓派发挥作用的模块。
　　具体检测方法就是先让通过血液的透射光落在光电二极管上，使其产生相应的电流。
　　然后将电流转换为电压，并使用放大器放大。
　　再使用ADS1115模数转换器将放大后的模拟电压转换为数字值，通过I2C协议将其提供给树莓派4进行进一步处理。
　　分析浓度时会用到关联光的衰减与光传播所通过材料性质的比尔朗伯定律。
　　A：吸光度；
　　K：系数，可以是吸收系数或摩尔吸收系数；
　　l：吸收介质的厚度，一般以cm为单位；
　　c：吸光物质的浓度，单位可以是gL或molL。
　　为了验证效果，研究人员分别用专业实验设备和该系统来分析血液中的葡萄糖浓度。
　　结果发现，使用该系统获得的数据与标准实验室的结果几乎完全匹配。
　　第一行为标准实验室结果
　　更重要的是，得益于Raspberrypi4优秀的处理能力，该设备可以在短短半分钟内给出结果。
　　如果想分析其他物质浓度，只需简单地更换所使用的试剂和修改光谱波长。
　　葡萄糖浓度检测采用的是510nm波长的单色光，此时其吸收率最好
　　由于该系统具有便携、仪器简单、用户界面简单、输出稳定等优点，研究人员表示很有可能在低资源地区成功落地。
　　他们研究的下一个重点是用更进一步的软件解决方案来简化硬件，比如部署可用于预测目标分析物浓度的机器学习算法。
　　而纳入物联网设计也可将它用于远程和个性化的健康监测。
　　一位曾在检测室工作过的网友对这项研究给予了充分肯定：
　　市面上这样一套系统可能需要花550万美元（约合人民币32320万），而他们用低成本的现成组件获得了同样准确的结果。且尺寸较小，很方便移动和运输。
　　ps。我们根据它的设备组成，简单粗略算了一下成本：
　　树莓派4589元ADC35元光电二极管几毛一个用来凑个整比色皿（cuvette）150滤光片轮（filterwheel）14000蠕动泵1000电源2001万6。
　　这至少是连110都不到。
　　另外，这位网友也提出了一些更实际的问题：
　　比如其中要用的试剂虽然可以买现成的，但在偏远的地区存在冷藏问题。另外还需要支付得起的控制和校准材料，确保系统保持准确性。
　　总之，期待更多。OneMoreThing
　　简单搜索了一下发现，由于树莓派体积小、成本低，用它来做检测工具的作品还真不少。
　　比如树莓派加个摄像头做口罩检测：
　　加灰尘传感器做空气检测：
　　除了个人DIY，也不乏专业机构。
　　比如多伦多大学用它配上指甲监控器来检测新冠患者的血氧饱和度，实现无需现场接触也能监控病人情况：
　　甚至在去年，树莓派还被用来作为呼吸机的主板，解决疫情期间呼吸机芯片短缺的问题。
　　还有什么是树莓派所不能的呢？
　　论文地址：
　　https：ieeexplore。ieee。orgdocument9524612metricsmetrics