Elektroniczny nos opracowywany w Akademii Górniczo-Hutniczej ma szansę stać się nowym narzędziem we wczesnej, nieinwazyjnej diagnostyce chorób metabolicznych. Dzięki temu badania przesiewowe mogłyby stać się prostsze, tańsze i dostępne również dla osób mieszkających w regionach o ograniczonej opiece medycznej.
Nowoczesna medycyna coraz śmielej sięga po metody jednocześnie skuteczne i przyjazne dla pacjenta. Jedną z nich jest analiza powietrza wydychanego przez człowieka. W oddechu znajdują się tysiące związków chemicznych (tzw. VOCs), które, niczym subtelne sygnały ostrzegawcze, mogą świadczyć o rozwijających się w organizmie zaburzeniach.
Anna Paleczek, doktorantka z Instytutu Elektroniki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, pracuje nad przenośnym, tanim i łatwym w użyciu urządzeniem, które pozwoli wykryć wczesne stadia zespołu metabolicznego, obejmującego m.in. otyłość brzuszną, zaburzenia poziomu glukozy oraz nieprawidłowe stężenie cholesterolu. Wczesne rozpoznanie umożliwia zapobieganie cukrzycy typu 2 i chorobom układu sercowo-naczyniowego – dwóm największym wyzwaniom zdrowotnym współczesnego świata.
Zespół badawczy opracował już prototyp tzw. elektronicznego nosa, który potrafił określić poziom cholesterolu wyłącznie na podstawie próbki oddechu. W nowym projekcie badania zostaną rozszerzone o kolejne parametry metaboliczne, takie jak glukoza, HDL, LDL czy trójglicerydy. Planowane jest przeprowadzenie eksperymentu medycznego we współpracy z jednostkami klinicznymi. W jego ramach zebrane zostaną próbki oddechu pacjentów, a następnie opracowane algorytmy AI służące do estymacji parametrów z krwi.
Do analiz użyte będą komercyjne czujniki gazów, specjalistyczne worki Tedlar® oraz mieszaniny gazów odtwarzające skład oddechu osób z różnymi zaburzeniami zdrowotnymi. Dane z czujników trafią do algorytmów uczenia maszynowego, które wyszukają charakterystyczne wzorce chemiczne – jeszcze zanim pacjent usłyszy pierwszą diagnozę.
Projekt realizowany jest w Laboratorium Analizy Biomarkerów Instytutu Elektroniki na Wydziale Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji AGH. Laboratorium prowadzi badania nad biomarkerami w szerokim zakresie zastosowań – środowiskowych, przemysłowych i medycznych – ze szczególnym naciskiem na analizę wydychanego powietrza.
Jeśli projekt zakończy się sukcesem, powstanie rozwiązanie, które może zrewolucjonizować wczesną diagnostykę chorób metabolicznych i to w sposób całkowicie nieinwazyjny. Dzięki temu badania przesiewowe mogłyby stać się prostsze, tańsze i dostępne również dla osób mieszkających w regionach o ograniczonej opiece medycznej – podkreśla Anna Paleczek.
Na swoje badania otrzymała ponad 130 tys. zł w konkursie PRELUDIUM Narodowego Centrum Nauki.
MK, źródło: AGH