我們的呼吸中含有一系列關(guān)于自身健康的信息,它們以分子形態(tài)存在,其存在與否和濃度可以作為疾病檢測的生物標記物,由以色列理工學(xué)院團隊主導(dǎo)的實驗,則開發(fā)了一種能檢測許多不同分子,并將這些生物標記物與17種疾病相關(guān)連的呼吸傳感器。人體呼出的氣中含有氮氣、二氧化碳和氧氣,以及少量的100多種揮發(fā)性化學(xué)成分。這些物質(zhì)的相對數(shù)量會根據(jù)人體健康狀況而變化。比如,糖尿病就會產(chǎn)生一絲甜味。
科學(xué)家也一直在開發(fā)能模擬這種嗅覺診斷能力的分析儀器,不過目前的呼吸分析儀大多集中在單一類型的疾病,只會檢測單個標記物,其使用范圍和篩選能力也有限。
而以色列的團隊使用了質(zhì)譜來鑒定與疾病相關(guān)的呼吸成分。他們發(fā)現(xiàn),基于不同量的13種成分,每種疾病會產(chǎn)生獨特的揮發(fā)性化學(xué)印記。他們還發(fā)現(xiàn),一種疾病的存在,不會妨礙其它疾病的檢測,這也是以非侵入性的方式,檢測和診斷各種疾病的先決條件。
這種傳感器由一系列特別制備的金納米顆粒傳感器,和基于單壁碳納米管的隨機網(wǎng)絡(luò)的傳感器組成。它真正特別的地方在于,可以收集患不同疾病的數(shù)千患者的呼吸樣本,并用人工智能軟件找到數(shù)據(jù)中的相關(guān)性。
得益于研究中的人工智能組件,該系統(tǒng)對17種不同疾病的平均診斷準確性在86%,包括諸如癌癥,克羅恩病,兩種類型的帕金森病,先兆子癇和肺動脈高壓等。
在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)實驗技術(shù)成熟前,醫(yī)生曾通過聞病人的呼吸來診斷一些疾病。早在公元前400年,希波克拉底就告訴學(xué)生要“仔細聞病人的呼吸”,尋找疾病線索?,F(xiàn)在看來,這種靠呼吸來檢測疾病的方法,很快就會變成現(xiàn)實了。
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