​Ученые Томского государственного университета (ТГУ) планируют вывести на рынок с помощью индустриальных партнеров программно-аппаратный комплекс для дифференциальной медицины: устройство позволит определять в воздухе, выдыхаемом пациентами, рак легких, пневмонию и другие заболевания. Подробности – в материале РИА Томск. 

От методики до прототипа 

Ранее сообщалось, что специалисты ТГУ в 2016 году разработали методику, которая позволяет на основе анализа выдыхаемого человеком воздуха определять, имеет ли он бронхолегочные заболевания, в том числе рак легких: с помощью лазерного газоанализатора ученые ищут в воздухе маркеры, свидетельствующие о заболеваниях. 

Разработка метода и сбор данных являлись частью совместной работы ТГУ, Сибирского государственного медуниверситета, НИИ онкологии Томского НИМЦ РАН, индустриального партнера – ООО "Специальные технологии" в рамках федеральной целевой программы. Исследование было поддержано государственной субсидией в размере 14,5 миллиона рублей. 

"Разработка в целом состоит из аппаратной части (собственно, прибор) и аналитической. Аппаратная часть регистрирует летучие биомаркеры в выдыхаемом воздухе. Аналитическая часть: созданные с использованием машинного обучения соответствующие алгоритмы, которые позволяют проводить диагностику", – объяснил профессор ТГУ Юрий Кистенев. 

​​​кистенев.jpg 
Профессор Юрий Кистенев 

Аппаратная часть получила название "LaserBreeze". Как рассказал РИА Томск Кистенев, это прототип, который ученые дорабатывают и подготавливают для вывода на рынок как устройство для скрининговой диагностики рака легких с использованием лазерного оптико-акустического медицинского газоанализатора. 

Количество и качество маркеров 

Способы диагностики заболеваний на основе анализа выдыхаемого воздуха разрабатываются многими научными коллективами всего мира. Но проект ученых ТГУ имеет здесь свою особенность: метод предназначен для выявления не одного, а сразу нескольких заболеваний благодаря возможности оперативной и простой в реализации регистрации большого числа летучих биомаркеров. 

Чтобы объяснить значимость такого подхода, профессор Кистенев привел в пример диагностику для людей с сахарным диабетом. Известно, что когда ухудшается их состояние, увеличивается концентрация ацетона в выдыхаемом ими воздухе. 

"А теперь перевернем ситуацию: можно ли говорить, что человек болеет диабетом, если повысилось содержание ацетона в выдыхаемом им воздухе? Нет. Потому что этот маркер не высокоспецифичный, и появляется во многих ситуациях, например, когда человек не поел", – рассказал он.​ 

Если в этой ситуации определить другие специфичные маркеры в воздухе, тогда можно поставить диагноз "диабет", считает профессор. То же самое касается других заболеваний, в частности пневмонии и рака легких. Ученые ТГУ решают эту задачу с помощью лазерной спектроскопии. 

"Мы решили непростую техническую задачу, которая позволяет нам контролировать большое число легких молекул, свидетельствующих о наличии заболеваний. Используя метод машинного обучения, мы учим устройство выявлять специфические паттерны метаболитов, чтобы отличать одно заболевание от другого, наличие заболевания от здорового состояния", – уточнил Кистенев.​ 

Программно-аппаратный комплекс ТГУ регистрирует с высокой чувствительностью не менее 20 легких метаболитов в выдыхаемом воздухе одновременно. 

Высокая точность 

В рамках проекта ученые ТГУ с коллегами-медиками провели исследование, в котором принимали участие 30 пациентов с диагнозом "рак легких", 40 человек с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), 40 с пневмонией, а также 130 здоровых добровольцев. 

"На стадии тестирования у нас получилось следующее среднее значение: наше устройство показало 96% правильных диагнозов по раку легких, 80% и 84% по ХОБЛ и пневмонии соответственно. Это достаточно высокие показатели", – сказал профессор.​ 

После испытаний прототипа ученые определили, что именно нужно доработать, и в настоящее время ищут партнеров и производителей, которые будут заинтересованы в готовом устройстве. 

"Наша задача – сделать вариант, который можно легко и эффективно использовать в клиниках, в рутинной практике. Конечный прибор должен быть надежным, удобным, более простым с точки зрения использования медицинским персоналом", – резюмировал собеседник агентства. 

По данным авторов проекта, от рака легких ежегодно погибает 1,2 миллиона человек. Это заболевание занимает лидирующее место в списке причин онкологической смертности. Одной из главных проблем в данной области остается позднее выявление злокачественных новообразований в амбулаторно-поликлинических учреждениях. 

презент.png 

Презентация проекта на выставке "ВУЗПРОМЭКСПО-2020"​ ​

​Фото предоставил Юрий Кистенев

Похожие новости

  • 10/01/2019

    Топ-20 разработок сибирских ученых в 2018 году

    На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-20 сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2018 года, размещенных на нашем портале.
    3304
  • 31/12/2017

    Топ-10 исследований российских ученых 2017 года по версии РНФ

    Около 35 тысяч российских ученых проводили и проводят фундаментальные исследования при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ежемесячно в российских и зарубежных СМИ выходят десятки новостей об их достижениях.
    5038
  • 25/04/2018

    В Томске испытывают вещество для психотропных лекарств нового поколения

    ​Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами из НИИ психического здоровья проводят доклинические испытания веществ, которые могут применяться в психотропных препаратах нового поколения для пациентов с алкоголизмом, наркоманией и другими психическими патологиями.
    920
  • 30/12/2020

    Топ-30 разработок сибирских ученых в 2020 году

    ​На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-30 сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2020 года, размещенных на нашем сайте.
    1898
  • 03/02/2021

    Программа мероприятий, посвященных Дню российской науки

    ​Ежегодно 8 февраля российское научное сообщество отмечает свой профессиональный праздник — День российской науки. ​ По традиции к этой дате в институтах и вузах, находящихся под научно-методическим руководством Сибирского отделения РАН, приурочены научно-популярные мероприятия: дни открытых дверей, экскурсии, лекции и так далее.
    758
  • 12/02/2018

    В России создали технологию реабилитации онкобольных с костным дефектом лица

    ​Сотрудники НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН первыми в России начали проводить реконструктивно-восстановительные операции по закрытию костных дефектов лица.
    1134
  • 18/01/2019

    России есть что показать в сфере передовых технологий

    Представленный под занавес ушедшего года Центром макроэкономического анализа и краткосрочного прогнозирования ежеквартальный аналитический обзор «Мониторинг и анализ технологического развития России и мира» дает панорамную итоговую за 2018 г.
    2213
  • 30/01/2018

    Напечатать фантом: томские ученые предложили новый способ создания дозиметрических фантомов человека для лучевой терапии

    ​Ученые Томского политехнического университета работают над технологией 3D-печати дозиметрических фантомов — физических моделей человеческого тела или его отдельных частей, на которых медицинские физики проверяют подобранный план лучевой терапии.
    1142
  • 14/02/2018

    Томские ученые повысят эффективность лечения шизофрении и болезни Паркинсона

    ​Аспирант БИ ТГУ, сотрудник лаборатории молекулярной генетики и биохимии НИИ психического здоровья ТНИМЦ Иван Пожидаев исследует гены, которые влияют на реакцию человеческого организма на лекарства при шизофрении и болезни Паркинсона.
    2695
  • 06/05/2019

    Биологи ТГУ создадут стартап на территории Евросоюза

    ​Технология «Аэрощуп», разработанная БИ ТГУ для очистки донных отложений нефтезагрязненных водоемов, готова к выходу на европейский рынок.  В апреле 2019 года Биологический институт принял участие в конференции Deep Tech Atelier в Риге (Латвия), где состоялись переговоры с руководством реактора коммерциализации.
    968