Группа учёных, в которую вошли специалисты лаборатории лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения Томского госуниверситета, СибГМУ и НИИ кардиологии (ТНИМЦ), разработала новый неинвазивный подход для диагностики инфаркта миокарда. В его основу заложена методика анализа биомаркеров в выдыхаемом воздухе, ранее созданная в ТГУ для диагностики серьёзных патологий. Исследователи научили компьютерную модель узнавать «летучие» маркеры и выявлять одно из самых опасных состояний, чреватых летальным исходом. Результаты совместной работы исследователи изложили в научной статье, которая опубликована в журнале «Journal of Breath Research» (Q2).     

– Вопрос оперативной диагностики инфаркта миокарда был и остаётся крайне актуальным, поскольку данная патология является одной из трёх наиболее частых причин летального исхода, – говорит заведующий лаборатории лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения, исполнительный директор Института биомедицины ТГУ Юрий Кистнёв. – Существуют стандартные методы выявления острого инфаркта миокарда (ОИМ) – это анализ ЭКГ и высокоспецифичных для ОИМ маркtров в крови, но эти методы не всегда удобны. Поэтому вместе с коллегами из СибГМУ и НИИ кардиологии (ТНИМЦ) мы проверили возможность экспресс-диагностики ОИМ, в основе которой анализ выдыхаемого воздуха. 

Как объясняют разработчики, в выдыхаемом воздухе содержится большое количество молекул, которые являются продуктами метаболизма и служат индикаторами тех или иных изменений в организме человека. Например, когда у человека развивается острый инфаркт миокарда, клетки миокарда испытывают кислородное голодание, которое сопровождается перекисным окислением липидов. Эта химическая реакция находит своё отражение в выдыхаемом воздухе и служит одним из значимых биологических маркеров.
577A0249.jpg 

– Чтобы проверить наш метод, коллеги из НИИ кардиологии провели огромную работу – они производили отбор проб у пациентов с первичным инфарктом миокарда, – рассказывает Юрий Кистенёв. – При этом одним из главных условий был короткий промежуток времени между событием (инфарктом) и отбором проб. У нас получилось, что в среднем этот промежуток составил около 16 часов. Несмотря на все сложности, медики смогли набрать достаточную выборку: 30 человек с ОИМ. Группа контроля включала 42 здоровых добровольца.    

Было выявлено шесть летучих молекулярных биомаркеров, наиболее значимых для диагностики инфаркта миокарда. Исследователи использовали их для обучения компьютерной модели. После этого ИИ смог верифицировать получаемые данные и выявлять по биологическим меткам людей, перенесших «сосудистую катастрофу».   

Методически эта работа интересна следующим. При создании диагностических моделей с использованием анализа выдыхаемого воздуха используется два альтернативных подхода: один основан на выявлении химических паттернов пробы выдыхаемого воздуха, другой основан на регистрации группы выявленных заранее молекулярных биомаркеров. Причем, каждый подход использует свои экспериментальных методы. Применение учеными ТГУ лазерной абсорбционной спектроскопии в сочетании с оригинальными методами анализа спектральных данных позволило впервые на одних и тех же данных реализовать оба этих подхода. 

– Полученные результаты подтвердили, что выдыхаемый воздух – высокоинформативная субстанция, которую можно использовать для оперативной диагностики ОИМ, – резюмирует Юрий Кистенёв. – Данный метод потенциально может быть использован для экспресс-диагностики ОИМ. 

Источник: www.tsu.ru

Похожие новости

  • 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.
    1168
  • 21/02/2017

    Разработки ТПУ для имплантологии выходят на стадию клинических испытаний

    ​Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России - Центре Илизарова.
    3482
  • 09/08/2016

    В ТПУ разрабатывают систему автоматического обнаружения сбоев в работе организма

    ​Молодой ученый Томского политехнического университета (ТПУ) работает над системой автоматического контроля состояния здоровья с помощью фитнес-трекеров. После обнаружения сбоя система будет самостоятельно запускать электромагнитную терапию, которая будет способствовать нормализации работы организма  Система, разрабатываемая экспертом Полигона инженерного предпринимательства ТПУ Иваном Зерниным, состоит из двух элементов: фитнес-трекера и физиотерапевтического браслета.
    2152
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    1787
  • 17/02/2021

    Антивирусную лампу, представленную томскими учеными, планируется запустить в производство

    ​Антивирусную лампу, представленную томскими учеными, планируется запустить в производство. Напомним, разработанную ими антивирусную лампу нового типа представили ученые Института сильноточной электроники СО РАН, изготовили ее в НПЦ "Полюс".
    467
  • 27/06/2018

    Томский УМНИК поможет больным с рассеянным склерозом

    ​Победитель конкурса УМНИК Фонда содействия инновациям (Фонд Бортника), аспирант кафедры неврологии и нейрохирургии СибГМУ Анастасия Семкина, разрабатывает алгоритм реабилитации пациентов с рассеянным склерозом с использованием очков дополненной реальности и смартфона.
    1375
  • 19/02/2021

    Данные учёных ТГУ помогут в обследовании пациентов с инсультом

    Учёные лаборатории нейробиологии ТГУ в ходе серии экспериментов, проведённых с использованием модели ишемического инсульта у крыс, получили новые данные о процессах, которые происходят в очаге поражения головного мозга.
    804
  • 11/04/2019

    Ученые ТПУ изучают, чем загрязнена река в промышленном районе Индии

    ​Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) привезли пробы воды из Дамодара – одной из самых грязных рек Индии; изучив состав и миграцию вредных веществ, политехники вместе с коллегами из России, Китая и Индии намерены предложить меры по очистке и предотвращению дальнейшего загрязнения реки, сообщила пресс-служба вуза.
    2074
  • 15/02/2019

    В Томске за состоянием пациентов с кардиостимуляторами будут следить удаленно

    Впервые в НИИ кардиологии Томского НИМЦ за состоянием пациентов с имплантированными кардиологическими устройствами Medtronic будут следить удаленно. В кардиологическом диспансере установлена система удаленного мониторинга пациентов — CareLink Express, не имеющая аналогов в Томской области.
    1165
  • 15/04/2021

    Новый алгоритм учёных поможет быстрее диагностировать опухоли щитовидной железы

     Исследователи из 10 ведущих научных центров России, среди которых ТГУ, МГУ, НГУ, НИЦ «Курчатовский институт», ИЛФ РАН, ИПЛИТ РАН и другие, в рамках комплексного проекта РФФИ разработали новый подход к диагностике опухолей щитовидной железы, основанный на анализе крови.
    1229