Любая болезнь изменяет состав выдыхаемого нами воздуха. Исследователи разрабатывают электронные носы, которые помогут диагностировать, например, рак легких или астму
Соня Гибис 13.01.2016
Профессор Ремберт Кокцулла осматривает пациента на предмет Астмы
Маленький черный прибор на столе напоминает рацию 80-х годов. Но профессор Ремберт Кокцулла со своей коробочкой пытается определить болезнь по запаху. „Теперь глубокий вдох“, - говорит он пациентке в больнице г.Марбург.Через мундштук молодая женщина вдыхаеткислород из серойбутылки и мощно выдыхает в пластиковую коробку. Вот теперь эта «рация» должна нюхать – и в правду как электронный нос. Cyranose 320, названный так в честь французского Поэта Сирано де Бержерака, предназначен для улавливания веществ и мельчайших признаков болезнив выдыхаемом воздухе.
Факт, что физические заболевания имеют определенный запах, знал ещё почти 2500 лет назаддревнегреческий врач Гиппократ. И диагностика по дыханиюпоявилась отнюдь не вчера. Специалистов удивили специально тренированные собаки, которые улавливали признаки рака легких даже на ранних стадиях.Но есть проблема: этот высокочувствительный нос принадлежит собаке. А собака может устать или отвлечься.
Обоняние как у собаки
Врачи как Кокцулла старались создать искусственный орган обоняния как у собаки. В течение почти десяти лет пульмонологи изучают лёгкие с помощью электронныхносов.„Заболевание изменяет обмен веществ “, - говорит он.Через кровь другие молекулы попадают в дыхательные органы и пузырькипроникают через тонкие мембраны легких.По оценке специалистов, до 3000 летучих веществ парят в выдыхаемом нами воздухе. Любая болезнь изменяет их.
Современные технологии делают эти измерения. „Мы ищем вещества, которых мало – нано-или пикограмм в литре“, - объясняет профессор Йорг Баумбах, который проводит эксперименты с электронными носамив высшей школе Ройтлингена. Физик сравнивает этот процесс с поиском кусочка сахара, который растворили в Боденском озере: „приборы не только замечают, что в воде есть сахар, но и то, в каком он там количестве.“
Точные измерения обеспечиваетмасс-спектрометр. Однако это устройствобольших размеров и часто заполняет всё пространство и не по средствам даже для большой клиники. Многие ученые поэтому работают с небольшими приборами. Баумбах работает со спектрометром с ионной подвижностью, кратко - IMS, с такими обычно ищут взрывчатку в аэропортах.
Необходимо большое количество дыхательных проб
Так и в случае небольшого прибора Cyranose, который разработан в гараже в Калифорнии, он вначале должен был найти биологические отравляющие вещества.Кокцулла вбольнице г. Марбург калибрует его на болезнь Альцгеймера, астму, хронический обструктивный бронхит (ХОБЛ), рак легких илиапноэ сна. Эта разработка может помочь революционизировать диагностикув медицине: появление болезни диагностировали рано, без пролития капли крови. В том числе и такие болезни, которые до сих пор не имеют хорошего метода ранней диагностики.
Вместо миллионов обонятельных клеток в носу, как у собаки, у Cyranose есть 32 датчика. На них концентрируются вещества из выдыхаемого воздуха. Возникают электрические импульсы, которые появляются на компьютере в виде волн. ДляэкспертовКокцулла строит цветные шкалы: молекулярные отпечатки дыхания.
Отдельные вещества остаются всё равно неизвестными, носвыдает лишь шаблон. Врач теперь должен выяснить, относится ли вещество к болезни и если да, то к какой. „Уверен, астма“, рассуждает Кокцулла при взгляде на свой ноутбук. Диагнозы есть, но пока нет уверенности. „Нам нужно много образцов дыхания“, - объясняет исследователь. Только так можно связать воедино картину болезни, не смотря на индивидуальность каждого человека. Будь то мужчина или женщина, ребенок или взрослый – все это также проявляется в дыхании.Аллергическая астма демонстрирует иную картину, по сравнению с астмой у спортсмена. Также электронный нос пока что слишком чувствительный. Если кто-то жевал жвачку или ел чеснок, это собьёт вас с правильного диагноза.
Настоящее чутье на болезнь Альцгеймера и болезньПаркинсона
Уже сейчас зарекомендовал себя Cyranose как «Детектив Болезней». „В настоящее время это выглядит так, что мы правы в случае некоторых образцов“, - говорит Кокцулла осторожно. Электронный нос показал совершенный нюхпри болезни Альцгеймера и Паркинсона.С помощью IMS уже можно определить два заболевания, что имеет решающее значение для диагностики. Физик Баумбах уже провел успешные испытания совместно с доктором МайкломВестхоффомв Пульмонологии Хемер.К примеру IMS дифференцировал у 32 пациентов рак легких и у 54 отсутствие опухоли. Во всех случаях аппарат был прав.
У Баумбахаесть и другие планы: Совместно с центром интерактивных материалов высшей школы Ройтлингена он разработал подушку-систему раннего обнаружения. В качестве эталона может быть встроенный датчик инфекций. Подушка может быть использована не только в отделении интенсивной терапии, но и дома. Он может выявлять болезнетворные микробы, и можетсразу предупредить врача.
Также Кокцулла убежден, что электронные носы могут стать неотъемлемой частью диагностики. Но для этого Cyranose надо еще многому научиться – например, от настоящих носов. Исследователь хочеттренировать электронный нос в тестах с собаками.
Это интересно
+1
|
|||
Последние откомментированные темы:
-
Каковы внешние признаки сколиоза?
(1)
Матти
,
16.12.2017
-
Скрининг для сколиоза
(1)
Матти
,
16.12.2017
-
Полезные компоненты, которые должны быть в вашем питании
(1)
ГЕК
,
12.10.2017
-
Как думаете, что не хватает позвоночнику для полного здоровья?
(1)
ГЕК
,
02.10.2017
-
Что такое артроз? Причины возникновения артроза
(1)
ГЕК
,
21.09.2017
20240419232628