«Электронный нос» как прорыв в неинвазивной диагностике заболеваний | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Агейкин А. В., Колесова Е. В., Пронин И. А., Темников В. А. «Электронный нос» как прорыв в неинвазивной диагностике заболеваний // Молодой ученый. — 2015. — №23. — С. 308-309. — URL https://moluch.ru/archive/103/23986/ (дата обращения: 23.06.2018).



 

Своевременная и качественно проведенная диагностика заболеваний на сегоднящний день является основной составляющей грамотного высококвалифицированного подхода к последующему лечению пациентов различного нозологического профиля. При этом многие манипуляции связаны как с дискомфортными ощущениями, так и со множеством осложнений после выполняемой процедуры. К примеру, такая диагностическая процедура, как ангиография, выполняемая уже довольно давно пациентам для оценки сосудистого русла и определения тактики последующего лечения, сопряжена со множеством осложнений, а также имеет определенный круг противопоказаний к её выполнению.

Современная мировая медицина стремится к минимизации всех нежелательных последствий после проведения диагностических процедур. Кроме того, с расширением возможностей того или иного диагностического способа, увеличивается круг обследуемых, что в свою очередь резко повышает вероятность ещё на начальных стадиях проявлениях заболевания диагностировать его у «случайного» пациента, следовательно, и возможность своевременно назначить соответствующую терапию.

Тенденция к неинвазивности неуклонно растет с каждым годом. Ежегодные профилактические медицинские осмотры, а также осмотры, определяющие профессиональную пригодность, уже давно поставлены на поток. Следовательно, существует необходимость в таком диагностическом оборудовании, которое смогло бы неинвазивно, быстро и с высокой точностью поставить предварительный диагноз пациенту. [1] К такому оборудованию можно отнести «электронный нос», который обладает возможностью определять газы и их концентрацию в выдыхаемом воздухе.

Сравнительно недавно, благодаря развитию нанотехнологического производства, на рынках стали появляться высокочувствительные сенсоры, позволяющие идентифицировать критически низкие концентрации газов, которые содержаться в выдыхаемом воздухе.

На сегодняшний день уже имеются приборы для диагностики заболеваний по выдыхаемому воздуху. Примером может служить масс-спектрометр. Но поскольку данное высокотехнологичное оборудование очень громоздкое и дорогое, то оснащать им больничные помещения и частные медицинские клиники не представляется возможным. Кроме того, работа на нем требует специально обученного персонала, что также осложняет использование масс-спектрометра в учреждениях здравоохранения. Следовательно, существует необходимость в создании портативного прибора, функциональные возможности которого были бы максимально приближены к вышеуказанному устройству.

Рассматривая это оборудование необходимо уделить внимание некоторым аспектам диагностики. Известно, что состав выдыхаемого воздуха составляет смесь, в которую входят 78,6 % азота, 16 % кислорода, 4,5 % диоксида углерода и 0,9 % других газов, включая летучие органические соединения (ЛОС). В последнюю группу могут входить такие соединения, как монооксид азота, водород, сероводород, аммиак и т. д. Концентрация этих газов в выдыхаемом воздухе составляет в среднем от 40 ppb до 15 ppm. Этот набор газов встречается как в норме, так и при патологии в организме человека. В случае наличия заболевания, могут изменяться не только концентрация, а также и сам состав выдыхаемого воздуха. Ярким примером может слушать появления запаха ацетона изо рта у больных сахарном диабетом. [2]

Благодаря внедрению современных технологий было выяснено, что каждый конкретный газ и его концентрация могут отвечать за патологию в той или иной системе органов или в конкретном органе. К примеру, монооксид углерода является маркером воспаления и его появление свидетельствует об иммунном ответе на инфекции и индукции антиоксидантной защиты в легочной ткани. В зависимости от концентрации этого газа возможны такие заболевания, как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), бронхиальная астма (БА), муковисцедоз, рак легких. Также данную группу заболеваний может подтвердить и отдифференцировать конкретное заболевание по своей концентрации другой газ — монооксид азота. [3, 4]

Кроме заболеваний бронхолегочной системы данное оборудование позволит диагностировать и заболевания пищеварительной системы с использованием таких газов, как водород, сероводород, аммиак, метилмеркаптан, ацетальдегид и т. д. По их наличию и концентрации можно сделать заключение о наличии у пациента гастрита, гепатита, цирроза печени, колита и т. д. [5–7]

Таким образом, существует необходимость в проведении дальнейших исследований в этой области с созданием портативного устройства, которое бы позволило в условиях частной медицинской клиники или государственного учреждения здравоохранения осуществлять диагностику различных заболеваний. Кроме того, неинвазивность методики позволила бы использовать данный прибор как в педиатрической практике, так и у пациентов психиатрического профиля. Всё вышеперечисленное выводит этот метод диагностики на совершенно новый уровень.

 

Литература:

 

  1.      Агейкин А. В., Пронин И. А. Диагностика заболеваний желудочно-кишечного тракта человека по выдыхаемому воздуху с помощью массива полупроводниковых газовых сенсоров. Молодой ученый. 2014. № 12(71). с. 383–384.
  2.      A. Amano, Y. Yoshida, T. Oho & T. Koga., Oral Surgery Oral Medicine Oral Pathology., 2002, 94 (6), 692.
  3.      L. R. Narasimhan, William Goodman & C. N.Kumar Patel., PNAS, 2001, 98, 4617.
  4.      Chuji Wang & Sahay Peeyush., Sensors. 2009, 9, 8230.
  5.      Suja DuBois, Renuka Bhattacharya, Steve Rulyak, Todd Hubbard, David Putnam, and David J. Kearney., Digestive Diseases and Sciences., 2005, 50 (10),1780.
  6.      D.J Kearney, T.Hubbard & D. Putnam., Digestive Diseases and Sciences., 2002, 47 (11), 2523.
  7.      R. Adrover, D. Cocozzella, E. Ridruejo, A. Garcıa & J.Rome., J. J. PodestDig Dis Sci., 2012, 57, 189.
Основные термины (генерируются автоматически): выдыхаемый воздух, множество осложнений, монооксид азота, газ, заболевание, концентрация.


Похожие статьи

Механизм образования и негативное влияние выбросов...

Доказано, что повышенные концентрации оксидов азота в приземном слое воздуха

Монооксид азота NO представляет собой бесцветный газ.

У них легче развиваются осложнения (например, воспаление легких) при кратковременных респираторных инфекциях.

Очистка атмосферного воздуха от диоксидов азота и серы на...

Основными веществами, загрязняющими воздух для рассматриваемых объектов с концентрациями, значительно превышающими ПДК, являются окись углерода СО, оксиды азота NO и NO2, углеводороды и другие органические соединения, двуокись серы SO2...

Определение загрязненности воздуха г. Комсомольска-на-Амуре...

В ходе работы была выдвинута гипотеза, что загрязненность воздуха г. Комсомольска-на-Амуре выхлопными газами автомобильного транспорта превышает предельно допустимые концентрации.

Превышение ПДК угарного газа, углеводородов, оксидов азота.

Способ снижения оксидов азота с рециркуляцией дымовых газов

Согласно данным [1] и других литературных источников воздействие на течение топочных процессов путем понижения избытков воздуха и температуры в ядре факела позволяет существенно снизить концентрацию оксидов азота в дымовых газах.

Способы снижения содержания оксидов азота в отработавших...

отработавшие газы, загрязнение воздуха, токсичные компоненты, оксиды азота.

Изменения объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота в отработавших газах дизеля при работе на метаноле.

О влиянии на атмосферу предприятий теплоэнергетического...

Из азота воздуха и азотсодержащих компонентов топлива в топке образуется некоторое количество оксида азота NO.

Длительное воздействие даже небольших концентраций NOx резко увеличивает количество острых и хронических респираторных заболеваний.

О влиянии выхлопных газов автомобилей на здоровье человека

Высокая концентрация бензапирена приводит к поражению органов дыхательных путей и кровеносной системы, провоцирует рак у человека [1].

Таким образом, выхлопные трубы автомобилей загрязняют атмосферу угарным газом (CO), диоксидом азота, диоксидом серы...

Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре...

Образовавшийся монооксид азота NO доокисляется до NO2 под действием пероксидного

В температурном уровне менее 1500 К, где имеется недостаток окислителя азота воздуха

2.Лопатин О. П. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах тракторного...

Определение содержания концентрации угарного газа вблизи...

В группу нетоксичных веществ входят — азот, кислород, водяной пар, а также углекислый газ.

Во многих странах принимаются меры по снижению концентрации окиси углерода в атмосферном воздухе промышленных городов.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Механизм образования и негативное влияние выбросов...

Доказано, что повышенные концентрации оксидов азота в приземном слое воздуха

Монооксид азота NO представляет собой бесцветный газ.

У них легче развиваются осложнения (например, воспаление легких) при кратковременных респираторных инфекциях.

Очистка атмосферного воздуха от диоксидов азота и серы на...

Основными веществами, загрязняющими воздух для рассматриваемых объектов с концентрациями, значительно превышающими ПДК, являются окись углерода СО, оксиды азота NO и NO2, углеводороды и другие органические соединения, двуокись серы SO2...

Определение загрязненности воздуха г. Комсомольска-на-Амуре...

В ходе работы была выдвинута гипотеза, что загрязненность воздуха г. Комсомольска-на-Амуре выхлопными газами автомобильного транспорта превышает предельно допустимые концентрации.

Превышение ПДК угарного газа, углеводородов, оксидов азота.

Способ снижения оксидов азота с рециркуляцией дымовых газов

Согласно данным [1] и других литературных источников воздействие на течение топочных процессов путем понижения избытков воздуха и температуры в ядре факела позволяет существенно снизить концентрацию оксидов азота в дымовых газах.

Способы снижения содержания оксидов азота в отработавших...

отработавшие газы, загрязнение воздуха, токсичные компоненты, оксиды азота.

Изменения объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота в отработавших газах дизеля при работе на метаноле.

О влиянии на атмосферу предприятий теплоэнергетического...

Из азота воздуха и азотсодержащих компонентов топлива в топке образуется некоторое количество оксида азота NO.

Длительное воздействие даже небольших концентраций NOx резко увеличивает количество острых и хронических респираторных заболеваний.

О влиянии выхлопных газов автомобилей на здоровье человека

Высокая концентрация бензапирена приводит к поражению органов дыхательных путей и кровеносной системы, провоцирует рак у человека [1].

Таким образом, выхлопные трубы автомобилей загрязняют атмосферу угарным газом (CO), диоксидом азота, диоксидом серы...

Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре...

Образовавшийся монооксид азота NO доокисляется до NO2 под действием пероксидного

В температурном уровне менее 1500 К, где имеется недостаток окислителя азота воздуха

2.Лопатин О. П. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах тракторного...

Определение содержания концентрации угарного газа вблизи...

В группу нетоксичных веществ входят — азот, кислород, водяной пар, а также углекислый газ.

Во многих странах принимаются меры по снижению концентрации окиси углерода в атмосферном воздухе промышленных городов.

Задать вопрос