Naujas diagnostikos įrankis, kurį sukūrė gydytojai ir mokslininkai iš UNSW Sidnėjaus, analizuojančio žmogaus kvėpavimą dėl silikozės požymių, gali užklupti ligą anksčiau, o ne laukti negrįžtamo plaučių pažeidimo.
Tyrime, paskelbtame Kvėpavimo tyrimų žurnalas Profesoriaus Williamo Alexanderio Donaldo ir jungtinio profesorės Deborah Yates tyrėjai apibūdina greitą, AI varomą kvėpavimo testą, kuris galėtų pakeisti silikozės būdą. Testas sujungia masės spektrometriją-mokslinę techniką, analizuojančią molekules-ir AI, kad greitai aptiktų silikozę iš kvėpavimo mėginių, užtikrinant greitą ir neinvazinį diagnostikos įrankį rizikos grupės darbuotojams.
Silikozė, kuri yra plaučių liga, atsirandanti įkvėpus mažų kristalinių silicio dioksido dalelių, yra pagrindinis profesinės sveikatos susirūpinimas Australijoje, o atvejų, esančių ne tik inžineriniais akmens darbuotojais, tunelių ir statybų darbuotojams. Australijos vyriausybė atsakė draudant inžinerinį akmenį, tačiau naujiems atvejams, atsirandantiems iš kitų didelės rizikos pramonės šakų, skubiai reikia geresnių diagnostinių priemonių.
Skirtingai nuo tradicinių metodų, tokių kaip rentgeno spinduliai ir KT nuskaitymai, kurie nustato silikozę vėlesniuose etapuose, UNSW sukurtas testas pateikia rezultatus per kelias minutes.
„Mūsų tyrimas rodo, kad AI varomas modelis tiksliai išsiskyrė silikozės pacientais iš sveikų asmenų pagal jų kvėpavimo profilius, suteikdamas patikimą ankstyvojo nustatymo įrankį“,-sako pagrindinis tyrėjas prof. Donaldas iš UNSW chemijos mokyklos. „Tai rodo, kad kvėpavimo testai gali būti praktinė priemonė didelio masto darbuotojų atrankai ir ankstyvam intervencijai.”
Kaip tai veikia
Tyrime buvo analizuojami 31 silikozės pacientų ir 60 sveikų kontrolinių grupių kvėpavimo mėginiai, patvirtinantys testo gebėjimą atskirti paveiktus ir nepaveiktus asmenis, tiksliai tiksliai.
Norėdami būti išbandomi dėl silikozės, naudojant naują technologiją, dalyviai kvėpuoja į maišą. Tada kvėpavimo kiekis perkeliamas į masės spektrometrą, kuris nustato visas skirtingas esančias molekules.
„Žmonių kvėpavime yra tūkstančiai organinių molekulių, kurias jūs kvėpuojate“, – sako prof. Donaldas. „Mūsų instrumentas gali padaryti kažkieno kvėpavimo profilį. Tada mes tai padedame į dirbtinio intelekto algoritmą, kuris tikrai gerai ieško modelių. Šiuo atveju ieškoma modelių organiniuose junginiuose, kurie būna kvėpuojant žmonių ankstyvoje silikozės stadijoje.
Visas kvėpavimo mėginių ėmimo ir analizės procesas trunka mažiau nei penkias minutes vienam pacientui, todėl jis yra tinkamas įprastiniam rizikos darbuotojų patikrinimui.
„Derindami pažangias cheminės analizės metodus su AI, tai reiškia, kad dabar galime aptikti silikozę per kelias minutes, o ne laukti, ar ant nuskaitymų atsiras negrįžtamas plaučių pažeidimas“, – sako prof. Donaldas.
Tyrėjai pabrėžia, kad nors kvėpavimo testas rodo didelį pažadą, prieš tai galima įgyvendinti kaip įprastą atrankos įrankį, reikalingas tolesnis patvirtinimas didesnėse kohortose. Instrumentas yra kompaktiška stendo sistema, užimanti mažiau nei kubinį matuoklį, todėl ją įmanoma montuoti klinikinėje aplinkoje, kad būtų galima išbandyti priežiūros taškus. Nors kvėpavimo mėginiai šiuo metu renkami klinikose ir gabenami į laboratoriją analizei, ateityje įgyvendinimas galėtų sudaryti sąlygas tiesiogiai atlikti bandymus vietoje.
„Dabar mes įdiegėme šį bandymą antroje vietoje, kad patikrintume jo veiksmingumą su šimtais rizikos darbuotojų, įskaitant anglių kastuvus, kad dar labiau patvirtintume jo veiksmingumą“,-priduria prof. Donaldas.
Būsimi tyrimai patobulins techniką, integruos ją į silicio dioksido paveiktų darbuotojų atrankos programas ir ištirs jos sugebėjimą atskirti silikozę nuo kitų plaučių ligų.
Ankstyvas aptikimas
Prof. Yatesas daugelį silikozės atvejų matė kaip gydytoją. Silikozė yra nepagydoma ir visiškai išvengiama liga, kuri turi tik vieną priežastį – įkvėpus kvėpuojamų laisvųjų silicio dioksido dulkių. Silicio dulkių ekspozicija vyksta įvairiuose skirtinguose darbuose, pradedant nuo tunelių ir akmens stalviršio darbų iki statybos ir plytelių.
„Yra trys silikozės etapai“, – sako prof. Yatesas. „Gali būti sunku diagnozuoti tokius pacientus, ypač ankstyvosiose ligos stadijose. Kartais reikalinga biopsija, kuri yra invazinė ir brangi. Taigi labai svarbu anksti nustatyti paveiktus darbuotojus ir pašalinti juos iš tolesnio silicio dioksido poveikio, kad būtų sustabdyta jų ligos progresavimas.”
Silikozės nėra išgydoma, o blogiausiame stadijoje jis yra mirtinas. Plaučių transplantacija yra reta silikozės galimybė, tačiau yra menka išteklius ir ne kiekvienas pacientas yra tinkamas.
„Šiuo metu NSW darbuotojams vis dažniau diagnozuojama silikozė jaunesniame amžiuje, atspindintys dulkių perteklių“, – sako prof. Yatesas.
Be silikozės, yra keletas kitų ligų, kurios gali atsirasti dėl silicio dioksido poveikio, įskaitant plaučių fibrozę, lėtinę obstrukcinę plaučių ligą, plaučių vėžį ir autoimunines ligas, tokias kaip reumatoidinis artritas ir sklerodermija.
„Kvėpavimo testai yra nauja ir paprasta technika pacientams ir gydytojams, tačiau ji buvo vertinga dėl kitų plaučių ligų, tokių kaip astma. Tai galėtų pateikti neinvazinį metodą, reikalingą tokiems darbuotojams stebėti silikozės vystymuisi. Nors šis tyrimas vis dar yra ankstyvame etape ir jam reikės papildomo vystymosi, tai suteikia„ vilties įkvėpimą ateityje “. Prof. Yatesas.