Ученые научились ставить диагноз по одному выдоху пациента

Ученые нашли быстрый способ диагностировать серьезные заболевания на ранних стадиях по одному выдоху пациента.

Ученые научились ставить диагноз по одному выдоху пациента

Ученые механико-технологического факультета НГТУ разработали новый тип газового датчика-анализатора, обладающего чувствительностью при обнаружении самого незначительного содержания газов в воздухе. Такая способность позволит датчику выявлять у человека наличие серьезных проблем со здоровьем. Для этого прибору достаточно определить и проанализировать газы, которые человек выделяет при выдохе.

Знания о содержимом выдыхаемого человеком воздуха получены в результате многолетних или даже многовековых наблюдений и их анализа. Нормальный выдох человека — это сложная смесь из 750 летучих соединений. Его также называют отпечатком метаболизма.

Одна из функций легких – газообмен, поэтому состав выдыхаемого воздуха различен в норме и при патологии. Превышение обычного уровня некоторых вредных газов – общепризнанный маркер ранних стадий многих заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых, онкологических, легочных, желудочно-кишечных.

Так, превышение ацетона говорит о высокой степени наличия диабета первого типа, превышение оксида азота – о развитии пневмонии, аммиака – о гастрите.

В современной медицине клиническая диагностика выдыхаемого воздуха – один из методов выявления различных заболеваний. Но существуют и определенные сложности. Необходимы серьезные затраты на специальные и высокоточные приборы – газовые хроматографы и масс-спектрометры. Кроме того, такие приборы эффективны в руках только квалифицированного персонала. Получение результатов исследований возможно только через определенное время.

Новосибирский газоанализатор нового типа способен различать ничтожно малые концентрации газов: от одного миллиграмма компонента на один килограмм смеси. Но ученые планируют снизить этот показатель, и довести его до половины миллиграмма.

Такая точность достигается за счет использования материалов, полученных с использованием новых прогрессивных технологий – структур на базе углеродных нанотрубок, оксидов графена и их гибридов. Разработчики считают, что применение нового прибора позволит в несколько раз ускорить процесс получения результатов, если сравнивать его с обычными методами.

Ученые научились ставить диагноз по одному выдоху пациента

Еще одна отличительная черта разработки – материалы сенсора. Они поглощают молекулы газа, которые оседают на нем из выдыхаемого воздуха. В зависимости от концентрации вредных веществ меняется электрическое сопротивление активного материала сенсора. Это позволяет определить уровень содержания вещества.

Сенсор, изготовленный из передовых материалов, позволяет сконструировать миниатюрный датчик, который можно поместить в мобильных устройствах, что облегчит его использование в медицине.

Новый тип газового датчика-анализатора найдет широкое применение не только в медицине. Он будет востребован на тех производствах, где есть риск обнаружения отравляющих газов, а также МЧС, газовыми и другими экстренными службами.

Установленные датчики позволят осуществлять круглосуточный контроль за количеством опасных газов, оперативно реагировать на превышение концентрации конкретного вредного вещества, быстро сигнализировать о нестандартной ситуации при авариях. Например, получение оперативной информации о начавшейся частичной разгерметизации оборудования позволит своевременно минимизировать риски для производства и здоровья людей.

Разработчики планируют внедрить новый тип газоанализатора в ближайшие 5 лет.

Однако, останавливаться на этом ученые Новосибирского университета не намерены. Они работают над новым проектом «Умный шлем» с газовыми сенсорами. Предполагается, что шлем позволит спасателям МЧС отказаться от тяжелых и громоздких газоанализаторов во время спасательных операций.

Сейчас существуют прототипы подобных сенсоров. Так, новосибирские учёные из института автоматики и электрометрии СО РАН, разработали установку-газоанализатор, которую предполагают использовать как предварительную тест-систему на COVID-19. Пока ученые накапливают базу данных для определения носителей коронавируса.

Впоследствии с помощью новой системы планирую определять, относится ли человек к группе риска. Для этого содержимое выдыхаемого воздуха обследуемого также будет анализироваться на количество вредных веществ.

Результаты будут соотноситься со сложившейся типичной картиной для больных COVID-19. После чего прибор выдаст результат. Установку предполагают разместить в местах большого скопления людей – аэропортах, вокзалах, метро.

ОСТАВЬТЕ КОММЕНТАРИЙ

Please enter your comment!
Please enter your name here