Ученые ТГУ научились с высокой точностью различать на основе спектрального анализа выдыхаемого воздуха пациентов, страдающих от бронхолегочных заболеваний (в том числе рака легких) и здоровых людей. Методика, которую они разработали, позволяет также определить тех, кто находится в группе риска развития заболеваний. На ее основе будет создаваться компактный и доступный прибор для массовых обследований населения.
– Выдыхаемый человеком воздух – сложная газовая смесь, которая может отражать изменения, происходящие в организме при том или ином заболевании. Наша задача была – разработать методику анализа этой смеси и выявить наиболее специфические маркеры для отдельных заболеваний, – рассказал руководитель проекта, зампроректора по научной работе ТГУ Юрий Кистенев.
Разные группы маркеров имеют уникальные полосы поглощения в разных диапазонах спектра. Для проведения анализа выдыхаемого воздуха ученые ТГУ используют лазерный газоанализатор, который, благодаря сверхширокому диапазону перестройки, способен определять больше маркеров, чем его аналоги.
Как правило, с помощью лазерной спектроскопии выясняют наличие и количество отдельных маркеров. Ученые ТГУ предлагают использовать спектр поглощения целиком, поскольку он, как «отпечаток пальца», содержит информацию обо всех компонентах и о медицинском состоянии пациента в целом. В частности, предлагается при анализе отслеживать не отдельные показатели, а вычислять набор коэффициентов в определенных участках спектра.
Ученые установили, что коэффициенты поглощения газопроб здоровых добровольцев и больных пациентов различаются, они образуют разные референтные группы в спектре. Клинические исследования подтвердили способность методики с вероятностью выше 90% отличать больных раком легких от больных хронической обструктивной болезнью легких или здоровых испытуемых, и с 70% вероятностью выявлять здоровых. Таким образом, метод продемонстрировал 80% точность.
– Это является хорошим показателем для методик, которые предназначены для массовых обследований и формирования групп риска по тому или иному заболеванию, – отметил Юрий Кистенев.
Исследования проходили в 2015 году, участвовало по 10 представителей каждой группы, в этом году сбор данных продолжается. Промежуточные результаты ученые представили в феврале 2016 года на конференции Photonics West в Сан-Франциско.
Эти исследования – часть большого проекта, который ТГУ ведет совместно с СибГМУ в рамках федеральной целевой программы (сумма госсубсидии – 14,5 млн рублей), индустриальным партнером является ООО «Специальные технологии» (Новосибирск). В рамках этого проекта планируется разработать неинвазивный, точный и дешевый способ, пригодный для проведения массовых обследований населения. Разработку методики ученые должны завершить до конца этого года, затем на ее основе будет создаваться программно-аппаратный комплекс.
– Газоанализатор, который мы сейчас используем для исследований, – достаточно дорогой научный прибор с широким кругом возможностей. Мы планируем, что для конечного потребителя это будет простое устройство с одноразовым мундштуком, в который пациент должен сделать выдох, и после анализа устройство определит, болен человек или нет, – пояснил Юрий Кистенев.
