Выявлять опасную для жизни человека болезнь легких с точностью более 90 процентов и менее чем за час по анализу крови научились специалисты Самарского университета в составе международной группы. Результаты опубликованы в журнале Diagnostics.
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) занимает третье место в мире по смертности, рассказали ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева. По данным ВОЗ, в 2021 году она унесла жизни 3,5 млн человек. Как объяснили исследователи вуза, традиционные методы диагностики, например, измерение объема вдыхаемого и выдыхаемого воздуха (спирометрия), не всегда позволяют выявить болезнь на ранней стадии, что затрудняет своевременное начало лечения.
Ученые Самарского университета в составе международной научной группы разработали новый подход, основанный на анализе спектральных характеристик крови с использованием лазерных технологий и наноструктур серебра. Этот метод позволяет выявлять изменения в составе белков, липидов и углеводов, которые возникают при заболеваниях дыхательной системы.
«Это похоже на то, как отпечатки пальцев помогают найти преступника, только здесь мы ищем «химические отпечатки» болезней. Лазерный луч, взаимодействуя с кровью, фиксирует уникальные изменения, связанные с воспалением и повреждением легких», — рассказала доцент кафедры лазерных и биотехнических систем Самарского университета Людмила Братченко.
По ее словам, использование нового подхода позволяет диагностировать респираторные заболевания с точностью более 90 процентов.
«Модель продемонстрировала точность до 92 процентов при распознавании всех респираторных заболеваний и около 61 процента при различении хронической обструктивной болезни легких и бронхиальной астмы — двух очень похожих по симптомам, но разных по механизму заболеваний», — прокомментировала Братченко.
Хотя аналогичные исследования существуют, преимущество проекта ученых заключается, по их словам, в использовании комплекса методов статистического анализа и разработка модели, способной отличать заболевания с высокой точностью на основе спектральных данных крови.
«Практическая ценность метода в его скорости (около 30 минут) и малой инвазивности. В перспективе это может сократить нагрузку на медучреждения и снизить количество пропущенных случаев, особенно в регионах с дефицитом специалистов», — отметила Братченко.
В ходе исследования использовались наноструктуры серебра для усиления сигналов спектроскопии комбинационного рассеяния, а спектры сыворотки крови зарегистрированы с применением лазерного излучения с длиной волны 785 нанометров. Разработанная модель проходила множество циклов проверки, рассказали авторы исследования.
На данном этапе перед учеными стоит задача расширения выборки с целью улучшения точности выявления заболеваний, а также интеграции спектроскопии с более точной биохимической аналитикой для выявления конкретных биомаркеров хронической обструктивной болезни легких.
В исследовании также принимали участие специалисты Самарского государственного медицинского университета, Самарской городской клинической больницы №1 имени Н. И. Пирогова, Северо-Западного государственного медицинского университета имени И. И. Мечникова, Института фотоники и фотонных технологий (Сиань, КНР).
