近日，美國(guó)臨床診斷專業(yè)媒體360Dx報(bào)道，美國(guó)密歇根大學(xué)和美國(guó)初創(chuàng)公司 Blu Biotech 利用?相?譜法（Gas Chromatography）測(cè)量呼吸中的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC），可精準(zhǔn)查找出與COVID-19、結(jié)直腸癌、肺癌、急性呼吸窘迫綜合征 (ARDS) 和膿毒癥相關(guān)的獨(dú)特?物標(biāo)志物，利用微型氣相色譜儀（Micro GC）可實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)呼吸樣本進(jìn)行多種疾病的同時(shí)檢測(cè)。

通過(guò)呼氣診斷疾病已有多年研究基礎(chǔ)

2015年，密歇根大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“密大”）的威爾學(xué)院重癥監(jiān)護(hù)研究與創(chuàng)新研究所（Weil Institute for Critical Care Research and Innovation，以下簡(jiǎn)稱“研究所”）和?程學(xué)院開(kāi)始了微型氣相色譜儀的開(kāi)發(fā)和測(cè)試；2018 年，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了全?動(dòng)化的原型機(jī)。在此期間，精智未來(lái) ChromX Health 與密大同步開(kāi)展科研合作，進(jìn)行微型氣相色譜設(shè)備研發(fā)，并在2022年正式獲得技術(shù)專利許可，目前正在高效推進(jìn)設(shè)備產(chǎn)業(yè)化。

密大研究所執(zhí)?主任Kevin Ward表示，通過(guò)測(cè)量與炎癥相關(guān)的VOC可識(shí)別疾病跡象。肺部以外的疾病，如結(jié)直腸癌或膿毒癥，也會(huì)產(chǎn)?VOC，這些VOC在血液中循環(huán)，并在到達(dá)肺部時(shí)呼出。研究所通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度數(shù)據(jù)分析可確定疾病的 VOC 模式特征，將這些模式?于患者樣本的分析算法中，以此進(jìn)行疾病的檢測(cè)和診斷。

密大對(duì)VOC檢測(cè)的初步研究顯示，使用微型氣相色譜儀原型機(jī)進(jìn)行的VOC測(cè)量，對(duì)結(jié)直腸癌、肺癌和COVID-19的預(yù)測(cè)值分別為96%、96%和95%。研究團(tuán)隊(duì)還開(kāi)始進(jìn)一步收集應(yīng)用數(shù)據(jù)，并在一項(xiàng)針對(duì)21名ARDS患者和27名對(duì)照的研究中證明，其儀器和算法對(duì)ARDS的預(yù)測(cè)值為94%，預(yù)測(cè)值為82%，總體準(zhǔn)確率為87%，研究人員利用9種VOC來(lái)區(qū)分ARDS和非ARDS呼吸衰竭。

同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃在?體中進(jìn)?進(jìn)?步研究以檢測(cè)潰瘍性結(jié)腸炎，未來(lái)該技術(shù)很有可能應(yīng)?于炎癥性腸病、克羅恩?。ㄓ址Q節(jié)段性腸炎）和腎衰竭的診斷。

微型氣相色譜儀將呼氣診斷推向更廣泛的應(yīng)用

實(shí)際上，呼吸診斷在近年來(lái)得到了廣泛關(guān)注，許多專家認(rèn)為其有著巨大的發(fā)展前景。

世界最著名醫(yī)療機(jī)構(gòu)克利夫蘭診所在2019年建?早期疾病檢測(cè)中心，利用具有對(duì)照功能的質(zhì)譜進(jìn)行呼氣檢測(cè)，用于診斷和監(jiān)測(cè)肺病、腎病和心力衰竭等疾?。皇澜缗琶鸗OP30的西北大學(xué)坎寧胸科研究所的肺部和重癥監(jiān)護(hù)專家Benjamin Singer曾表示，利用氣相色譜法檢測(cè)呼氣中的 VOC 并含量與疾病聯(lián)系起來(lái)，是具有前瞻性的概念。

而在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于給臨床醫(yī)?使用的呼氣檢測(cè)儀器，體積需要?夠?，才能實(shí)現(xiàn)真正的便攜。因此，相比傳統(tǒng)質(zhì)譜儀，體積小、便攜性高是微型氣相色譜儀的顯著優(yōu)勢(shì)。

密大研究所負(fù)責(zé)原型開(kāi)發(fā)和測(cè)試研究的范旭東教授表示，微型氣相色譜儀投入實(shí)際使用后，檢測(cè)的耗材只有樣本收集袋?；颊邔?duì)著與儀器連接的收集袋呼氣約一分鐘，儀器即可分析呼氣樣本，在20-30分鐘時(shí)間顯示分析結(jié)果。這意味著，在不久的將來(lái)，臨床醫(yī)生進(jìn)行檢測(cè)將變得非常簡(jiǎn)便，未來(lái)很有可能像做血液常規(guī)檢查?樣普遍。

除了床旁使用場(chǎng)景外，設(shè)備還可用于監(jiān)測(cè)使用呼吸機(jī)的患者，檢測(cè)結(jié)果可實(shí)現(xiàn)每 30 分鐘更新一次。特別對(duì)ARDS患者來(lái)說(shuō)，呼氣檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)非常明顯，微型氣相色譜儀可?創(chuàng)地監(jiān)測(cè) ARDS 的發(fā)展進(jìn)程、疾病嚴(yán)重程度，幫助醫(yī)生對(duì)患者進(jìn)行及時(shí)診斷和治療。

我們可以看到，近幾年呼氣診斷技術(shù)得到了快速發(fā)展，未來(lái)利用呼氣檢測(cè)進(jìn)行疾病檢測(cè)將有更多的應(yīng)用場(chǎng)景，有如體檢中心、藥店內(nèi)的?助檢測(cè)站、社區(qū)醫(yī)院等等，可為人類健康提供更多便利。

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