Диагностика по запаху. Лазерная технология выявляет болезни по мазкам с тела, и это настоящий прорыв

Болезни способны изменять состав летучих органических соединений (ЛОС) в организме, а значит, и запах тела. Эти характерные паттерны можно обнаружить в выдохе и телесных жидкостях. Однако существующие аналитические методы часто оказываются сложными, трудоемкими и требуют специализированного персонала. В результате быстрых и простых методик, подходящих для широкого применения на месте, до сих пор не хватало.

Исследователи из Института интегральных схем Фраунгофера IIS и Технического университета Дрездена предложили новый подход к изучению изменений запаха тела, связанных с заболеваниями. Они использовали лазерную фотоакустическую спектроскопию для анализа летучих органических соединений в простых мазках с тела.

Как работает метод

Исследовательская группа объединила простой способ сбора образцов с высокочувствительной лазерной измерительной технологией. Образцы мазка брали из передней носовой полости, пупка и наружного уха. Затем спектрометр фиксировал паттерны летучих соединений. Мазок из носа оказался особенно многообещающим.

Система измерения, разработанная в Fraunhofer IIS, использует широко настраиваемые квантовые каскадные лазеры и чувствительный фотоакустический детектор. Она генерирует характерный спектральный отпечаток ЛОС. Статистический анализ показал, что область измерений можно значительно сократить без потери релевантной информации. Это открывает путь к разработке компактной, быстрой и экономичной методики.

Первые результаты

Первоначальное исследование выявило различия между выборками здоровых людей и людей с болезнью Паркинсона, COVID-19 и другими заболеваниями. Результаты опубликованы в Scientific Reports.

Это доказательное исследование проводилось в контролируемых лабораторных условиях. Двадцать четыре участника были случайно отобраны из крупномасштабного исследования SMELLODI: шесть здоровых людей из контрольной группы и по шесть человек с болезнью Паркинсона, COVID-19 и другими состояниями. Дополнительные измерения образцов от трех участников с болезнью Паркинсона через две недели дали первые свидетельства того, что результаты стабильны во времени.

Ограничения и перспективы

Результаты не заменяют медицинский диагноз. Прежде чем технологию можно будет использовать в клинической практике, необходимы более масштабные исследования с участием более разнообразных групп людей в реальных условиях. Однако в долгосрочной перспективе технология могла бы давать ранние указания на потенциальные заболевания и помогать принимать решения о дальнейшем обследовании.

Распределение ролей

Fraunhofer IIS разработал экспериментальную установку, провел лабораторные измерения и статистический анализ данных. Технический университет Дрездена внес медицинский и клинический вклад, координировал набор участников, диагностику и сбор образцов.