Давно обнаружено, что заболеваниям свойственен определенный запах. Замечена даже способность собак отличать больных людей от здоровых. На основе этих наблюдений и научных исследований появляются и вводятся в медицинскую практику новые методы диагностики заболеваний. В последнее время с развитием точных аналитических способов, таких как, газовая хроматография или масс-спектрометрия, стали все больше появляться исследования о запахах разных болезней.
Оказывается, заболевания сердечно-сосудистой системы тоже можно диагностировать, проанализировав состав выдыхаемого человеком воздуха. Об этом мне рассказал заведующий НИО физиологии кровообращения Андрей Валерьевич Козленок.
Андрей Валерьевич, Ваш научно-исследовательский отдел занимается разработкой малогабаритного масс-спектрометра для анализа микросостава выдыхаемого воздуха для выявления маркеров сердечно-сосудистых заболеваний, верно?
Это действительно так. В медицине уже давно применяется метод диагностики заболеваний по выдыхаемому воздуху. Для этого разработаны специальные приборы. Но мы в своей разработке опираемся на масс-спектромерт, который является универсальным. Для нас же важно создать прибор, сочетающий в себе и практическую пользу (определение маркеров заболевания), и научное направление (исследование новых направлений).
Малогабаритный масс-спектрометр для анализа микросостава выдыхаемого воздуха
Кто работает над созданием масс-спектрометра?
Над техническим созданием прибора совместно с ФГБУ «НМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России работают члены кластера «Трансляционная медицина», такие как Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова. Мы же выступаем в роли заказчика прибора. Вот вам и яркий пример того, как научный замысел воплощается в реальную технологию.
Как можно по выдыхаемому воздуху определить сердечно-сосудистые заболевания?
Для того чтобы приблизиться к диагностике заболеваний сердечно-сосудистой системы кроме самого воздуха нужна некая проба. Вы, наверное, знаете, что есть самые разные пробы – физическая нагрузка, фармакологические тесты, в результате которых врач смотрит на ответ организма. Здесь та же самая история. Мы с помощью нашего прибора умеем определять у пациентов сердечную недостаточность на основании того, как ведет себя ацетон (как меняется его концентрация) в выдыхаемом воздухе при физической нагрузке у людей с сердечной недостаточностью. Но мы ставим себе еще более широкую задачу – дифференцировать на основе такого исследования тяжесть состояния пациента, что поможет значительно скорректировать тактику в ведении пациента.
Что оценивает врач?
В ходе исследования врач оценивает не только концентрацию ацетона, но и как с физической нагрузкой изменяются такие показатели как его прирост, убывание, скорость прироста, скорость убывания, исходная концентрация, пиковая концентрация и т. д.
Как проводится диагностика?
Есть устоявшийся и давно использующийся метод, последнее время получающий все большую популярность. Называется он кардиореспираторное тестирование или эргоспирометрия. Этот метод развивается с 50-х годов XX века и используется для объективной оценки состоянии человека на данный момент. Наша задача – с помощью введения в эту методику масс-спирометрического анализа, понять, имеют ли значение новые маркеры внутри этой методики или нет.
Эргоспирометрия тоже анализирует состав выдыхаемого воздуха, но только по кислороду и углекислому газу. Мы хотим посмотреть, что происходит с микрокомпонентами в это же время, например, с ацетоном.
Для проведения диагностики используется нагрузочный комплекс, состоящий из беговой дорожки, велоэргометра и системы анализа.
Система анализа состоит из ЭКГ диагностики во время нагрузки (пока человек крутит педали) и газоанализа (пока он дышит в маску). Если говорить о нашем масс-спектрометре, то в эту же маску подсоединяется трубочка, которая отбирает воздух для масс-спектрометрии.
Этот метод является дополнительным или основным при диагностике сердечной недостаточности?
Вообще сердечная недостаточность диагностируется комплексно. Значение имеют анамнез, диагноз пациента на данный момент, лабораторные признаки, а также данные инструментальных исследований (например, эхокардиография). По сочетанию признаков ставится диагноз – сердечная недостаточность. Дальше вопрос в том, насколько выражена сердечная недостаточность. Вот именно для этого и используется эргоспирометрия. Точно поставленный диагноз помогает сделать правильный прогноз течения заболевания и подобрать подходящие препараты для лечения.
Кому показано эргоспирометрия?
Это исследование является обязательным для пациентов, которые готовятся к трансплантации сердца. Кроме того, эргоспирометрия каждый год проводится всем профессиональным спортсменам – у них оценивается работоспособность сердца.
Таким образом «круг обязанностей» эргоспирометрии уже установлен, наша задача его нарастить, включить новые данные и понять их необходимость. Вот это и есть научный момент, который касается использования масс-спектрометра при физической нагрузке и при оценке сердечно-сосудистой системы. Все остальные применения этого прибора не предусматривают проведение нагрузочного теста, и пациент может быть исследован в состоянии покоя.
Верно ли сказать, что ваш научно-исследовательский отдел обнаружил влияние выброса ацетона?
Да, действительно наш отдел ведет исследования в этом направлении, и других подобных научных медицинских работ нет.
В Центре Алмазова такие исследования уже проводятся?
Конечно, у нас есть опытный образец масс-спектрометра. Но для того чтобы широко начать применять это исследование, необходимо существенно повысить чувствительность прибора, этим сейчас занимаются наши партнеры из кластера.