一项新的研究表明,医生只需在新开发的呼吸检测器上吹气,就能诊断出17种疾病,包括肺癌、肠易激综合征和多发性硬化症。

研究人员邀请了来自五个国家的1400名志愿者来吹新设备。目前,该设备仍处于实验阶段,研究人员称其检测疾病的准确率为86%。

这项技术背后的原理是“每种疾病都有自己独特的呼吸模式,”研究人员在研究中写道。

这种呼吸检测器通过分析显微镜下可见的化合物来检测每个人的身体状况,这些化合物也是挥发性有机化合物。检测挥发性有机化合物不是一项新技能。早在公元前400年,研究人员就发现闻病人排泄物的气味有助于诊断。例如,研究人员表示,医生将通过嗅闻贵族婴儿的粪便和尿液来判断他们的健康状况。

然而,研究人员表示,尽管人体内的其他物质,如粪便和血液,含有挥发性有机化合物,可用于检测身体疾病,但通过呼出气体检测化合物是最便宜、最简单的,也是对人体侵害最小的。

呼吸评估

为了进一步研究呼吸诊断方法的应用,研究人员开发了一种具有双层纳米层的呼吸检测仪,第一层微层含有碳,而另一层不含碳。无碳层包含改性的金纳米粒子和网络纳米管。这两种东西都有导电性。

同时,科学家说,含碳层也是一个传感层,可以储存呼出的挥发性有机化合物。当人吹动呼吸检测器时,人呼出的挥发性化合物将与有机传感层相互作用,从而改变非有机层的电阻。通过测量电阻,研究人员可以识别哪些挥发性有机化合物被留下了。

目前,人类呼出的空气中有数百种已知的挥发性有机化合物,但研究人员只需要13种化合物就能诊断出17种不同的疾病。例如,科学家说挥发性有机化合物壬醛与许多疾病有关,如卵巢癌、炎症性肠病和乳腺癌。然而,异戊二烯与慢性肝病、肾病和糖尿病有关。

因为每一种挥发性有机化合物都与某些条件相关联,“这些结果支持了我们的研究结果:没有一种挥发性有机化合物能够独立地区分不同的疾病。”研究者在他们的研究报告中写道。

从这里呼气

在呼吸检测器开发出来后,研究人员将其分发给813名患者,他们都患有17种疾病中的一种。此外,他们还向疾病得到控制的591人分发了仪器。这些病人和非病人来自同一个地区。研究人员说,所有的研究参与者都来自中国、以色列、法国、拉脱维亚和美国。

接下来,科学家使用人工智能技术来总结每次呼吸产生的挥发性有机化合物,建立具有相同挥发性有机化合物浓度模型的疾病数据库,并做出诊断。

然而,所有的结果都是在盲目选举中产生的。在分析中,研究人员不知道参与研究的志愿者的状况。此外,研究小组还采用其他方法检测每个样品中的挥发性有机化合物,并证实了研究结果的有效性。

研究人员表示,呼吸测试仪器尚未投放市场——毕竟,更深入的测试和更高的准确度是最重要的。然而,这项研究给了我们希望。

如果医生能使用这种设备,“它将成为一种小型私人工具,不仅可以用于筛查,还可以用于诊断和随访。大多数人都买得起这种设备,而且使用方便。”研究人员在研究报告中写道。该研究报告发表在12月21日出版的美国化学学会纳米杂志上。

蝌蚪工作人员编译自livescience,译者晴空燕,转载必须授权。