Amerikai kutatók készítették el annak az eszköznek a prototípusát, ami 85,71 százalékos pontossággal mondja meg valakiről, hogy van-e daganat a tüdejében. Ehhez elég csak lélegeznie.

Képzelje csak el: besétál egy orvosi rendelőbe, majd néhány másodpercig egy eszközbe lélegzik, ami ennyiből képes megállapítani, hogy van-e tüdőrákja. Ha a dolog túlságosan futurisztikusnak hangzik, akkor nem téved nagyot, a Texasi Egyetem kutatói azonban úgy döntöttek, létrehozzák ezt az eszközt. És úgy tűnik, sikerült nekik.

A készülék hasonlóan működik ahhoz, amit a rendőrség is használ a közúti ellenőrzés során az ittas sofőrök kiszűrésére – írja a Study Finds. A véralkoholszint mérése helyett nyolc specifikus illékony szerves vegyületet azonosít a kilélegzett leheletben, amelyek a rák jelenlétére utalhatnak. Egy 67 résztvevővel – köztük 30, biopsziával igazolt tüdőrákos betegségben szenvedővel – végzett vizsgálatban a kutatók azt találták, hogy kézi prototípus eszköz 85,71 százalékos pontossággal képes különbséget tenni a rákos betegek és az egészséges egyének között, pusztán a kilégzési minták alapján.

Az erről szóló tanulmány a Sensing and Bio-Sensing Research című tudományos folyóiratban jelent meg.

A tüdőrák jelenlegi szűrésénél az egyik legnagyobb segítség az alacsony dózisú CT-vizsgálat, amit a magas kockázatú egyéneknél végeznek el. Ők jellemzően az 50-80 évesek, valamint azok, akik hosszú éveken át dohányoztak. A CT-vizsgálatok korábban kimutatják a rákot, mint ahogy a tünetek megjelennének, ugyanakkor több hátránya is van: drága berendezés kell hozzá, sugárterhelésnek teszik ki a betegeket, és az is előfordul, hogy álpozitív eredményt adnak.

Ez finoman szólva sem kellemes dolog: amikor gyanús csomók jelennek meg a képalkotás során, a betegeknek invazív biopszián kell átesniük, hogy kiderüljön, valóban daganat van-e a szervezetben.

Az amerikai kutatók által fejlesztett eszköz teljesen más módon működik. A betegek egyszerűen kilélegzik a levegőt a készülékhez csatlakoztatott eldobható szájrészen keresztül, amely nyolc különálló elektrokémiai érzékelőhöz vezeti a mintát. Minden érzékelő egy vékony réteg, szoba-hőmérsékletű ionos folyadékot tartalmaz, amelyet kifejezetten úgy választottak ki, hogy kölcsönhatásba lépjen a nyolc célvegyület – a pentán, a heptán, az izoprén, a metil-pentán, az oktán, a dekán, a benzol és a toluol – egyikével.

Ezek az illékony szerves vegyületek azért jelennek meg a kilélegzett levegőben, mert a rákos sejtek anyagcseréje megváltozik az egészségesekhez képest. Ahogy a daganatok növekednek és terjednek, az általuk termelt jellegzetes kémiai jellemzők a véráramba, majd a tüdőbe kerülnek, ahol minden lélegzettel kilélegzik őket. A készülék egy olyan elektrokémiai technikával méri ezeket, amely a kilélegzett kémiai anyagok és az ionos folyadékok kölcsönhatása során keletkező apró elektromos áramot figyeli.

A mérési folyamat vegyületenként egy hat másodperces időablakot használ, bár a jelek gyakran hamarabb jelennek meg. A beteg leheletének elemzése előtt a készülék először megméri a környezeti levegő alapértékeit egy referenciapont meghatározásához. Ezután összehasonlítja a leheletmintát ezzel az alapértékkel, hogy a nyolc célvegyület emelkedett koncentrációját keresse. A készülék figyelembe veszi az olyan környezeti tényezőket, mint például a hőmérséklet és a páratartalom, amelyek torzíthatják a méréseket.

A kutatók a mesterséges intelligenciát is bevetették, hogy meg lehessen különböztetni az egészséges emberek lélegzetét a betegekétől. A vizsgálat során így sikerült elérni a 85,71 százalékos pontosságot. Amikor pedig a kutatók az elemzésükben kombinálták az elektrokémiai érzékelők adatait és a referenciaként szolgáló laboratóriumi eredményeket, a kis méretű tanulmány pontossága 92,86 százalékra ugrott.

A csapat célja, hogy egy olyan önálló eszközt készítsen, amihez nem kell laboratóriumi mérést is elvégezni. Az általuk fejlesztett neurális háló 35 ezer paraméterrel dolgozik, ami elég kicsi ahhoz, hogy magán az eszközön is el tudjon futni, és ne kelljen mögé egy számítógépes kapcsolat.

Hogy végül egy rutinszerűen használható készülék lesz-e a mérőeszközből, az a jövőbeni, több ember bevonásával készülő vizsgálatok során derül majd ki.

Forrás: HVG