Ученые Первый Московский государственный медицинский университет имени И. М. Сеченова разработали модель машинного обучения, которая способна различать четыре хронических заболевания легких по химическому составу выдыхаемого человеком воздуха. Авторы исследования рассчитывают, что в перспективе такая технология сможет использоваться для быстрого скрининга пациентов и поможет врачам быстрее определять необходимое направление диагностики. Результаты работы опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.
Читайте: Россиянам готовят новые запреты: что изменится уже в ближайшее время
В исследовании приняли участие 843 человека, включая пациентов с бронхиальной астмой, хронической обструктивной болезнью легких, муковисцидозом, лимфангиолейомиоматозом, а также здоровых добровольцев. Для анализа специалисты использовали протонную масс-спектрометрию высокого разрешения, которая позволяет в режиме реального времени фиксировать летучие органические соединения в выдыхаемом воздухе. Затем полученные данные были обработаны с помощью алгоритмов машинного обучения.
Разработанная модель оценивала не отдельные химические вещества, а характерные комбинации десятков соединений. Исследование показало, что каждому из изученных заболеваний соответствует собственный химический профиль. Наиболее высокой точности алгоритм достиг при выявлении муковисцидоза, однако в целом система успешно различала все четыре исследованные патологии.
Кроме того, ученые проанализировали взаимосвязи между различными соединениями. Полученные результаты свидетельствуют, что при разных заболеваниях легких по-разному перестраиваются сети метаболических взаимодействий, отражающиеся в составе выдыхаемого воздуха. По мнению авторов, это поможет лучше понять механизмы развития заболеваний и в дальнейшем повысить точность диагностики.
Как отметил директор Института персонализированной кардиологии Филипп Копылов, исследователи рассчитывают довести технологию до уровня, при котором анализ выдыхаемого воздуха можно будет использовать для массового скрининга социально значимых заболеваний. В перспективе пациент сможет пройти экспресс-диагностику в поликлинике, а система определит, требуется ли консультация пульмонолога, кардиолога, эндокринолога или другого специалиста. Сейчас специалисты работают над алгоритмами для выявления заболеваний легких, сердечно-сосудистой патологии, некоторых видов онкологических и эндокринных заболеваний.
Авторы исследования также считают, что различия в химическом составе выдыхаемого воздуха могут использоваться не только для диагностики, но и для оценки состояния пациента, а также контроля эффективности проводимого лечения.
Читайте также:
- Россиянам грозят новые начисления за ЖКХ: вступили в силу важные изменения
- Пенсии в России резко вырастут с 1 августа: кто получит прибавку уже летом
- Раскрыт главный секрет отношений: секс оказался не таким важным, как считалось
