Группа ученых, в которую вошли специалисты Томского госуниверситета, СибГМУ и НИИ кардиологии Томского НИМЦ, разработала новый неинвазивный подход для диагностики инфаркта миокарда. В его основу положена методика анализа биомаркеров в выдыхаемом воздухе, ранее созданная в ТГУ для диагностики серьезных патологий. Исследователи научили компьютерную модель узнавать «летучие» маркеры и выявлять одно из самых опасных состояний, чреватых летальным исходом. Результаты совместной работы исследователи изложили в научной статье, которая опубликована в журнале Journal of Breath Research (Q2).
- Вопрос оперативной диагностики острого инфаркта миокарда (ОИМ) крайне актуален, эта патология – одна из трех наиболее частых причин летального исхода, – говорит заведующий лабораторией лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения, исполнительный директор Института биомедицины ТГУ Юрий Кистенев. – Стандартные методы выявления ОИМ – анализ ЭКГ и высокоспецифичных для ОИМ маркеров в крови – не всегда удобны”.
Как объясняют разработчики, в выдыхаемом воздухе содержится большое количество молекул продуктов метаболизма, которые служат индикаторами тех или иных изменений в организме. Когда у человека развивается ОИМ, клетки миокарда испытывают кислородное голодание. Оно сопровождается перекисным окислением липидов, что отражается в выдыхаемом воздухе и служит одним из значимых биологических маркеров.
- Чтобы проверить наш метод, коллеги из НИИ кардиологии производили отбор проб у пациентов с первичным инфарктом миокарда, – рассказывает Юрий Кистенев. – При этом одним из главных условий был короткий промежуток времени между событием (инфарктом) и отбором проб. В среднем этот промежуток составил около 16 часов. Несмотря на все сложности, медики смогли набрать достаточную выборку: 30 человек с ОИМ плюс 42 здоровых добровольца (группа контроля)”.Было выявлено шесть летучих молекулярных биомаркеров, на-иболее значимых для диагностики инфаркта миокарда. Исследователи использовали их для обучения компьютерной модели. После этого искусственный интеллект смог верифицировать получаемые данные и выявлять людей, перенесших «сосудистую катастрофу», по биологическим меткам.
Интересно, что обычно при создании диагностических моделей с использованием анализа выдыхаемого воздуха применяется два альтернативных подхода: один основан на выявлении химических паттернов пробы выдыхаемого воздуха, другой – на регистрации группы выявленных заранее молекулярных биомаркеров. Причем у каждого подхода свои экспериментальные методы. Ученые ТГУ применили лазерную абсорбционную спектроскопию в сочетании с оригинальными методами анализа спектральных данных, что позволило впервые на одних и тех же данных реализовать оба этих подхода.
Полученные результаты подтвердили, что выдыхаемый воздух – высокоинформативная субстанция, и данный метод потенциально может быть использован для экспресс-диагностики ОИМ.
Управление информационной политики ТГУ