Лазерный спектроанализатор поможет диагностировать почечные заболевания

Самарские ученые применили лазерный спектроанализатор для изучения кожи пациента. С помощью рамановской спектроскопии прибор улавливал изменения в ее биохимическом составе, связанные с почечной недостаточностью. Исследователи надеются, что он станет частью разрабатываемого ими метода быстрой и точной оптической диагностики почечных заболеваний. Исследование опубликовано в Journal of Biophotonics.

«Цель нашего проекта — создание метода анализа кожи человека с возможностью обнаружения таких физиологических состояний организма, как почечная недостаточность, с учетом возрастной и гендерной принадлежности. Планируется разработать универсальный оптический метод, который будет включать в себя исследование кожи с помощью рамановской спектроскопии с последующим многомерным анализом полученных экспериментальных данных. Для анализа баз данных спектральных особенностей кожи пациентов будут использоваться в том числе нейронные сети, что даст возможность создать самообучающийся алгоритм выявления метаболических изменений в организме человека», — рассказала первый автор работы, младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Фотоника», аспирант кафедры лазерных и биотехнических систем Самарского университета Людмила Братченко.

Ученые отмечают, что рамановская спектроскопия, основанная на способности исследуемых молекул к комбинационному рассеянию лазерного излучения, позволяет зафиксировать изменения в метаболизме пациента. «Изменение нормального метаболизма сопровождается изменением компонентного состава тканей организма, в том числе кожи. Поэтому по анализу кожи можно выявить различные патологии, например болезни почек или развитие новообразований», — объяснила Братченко.

Эксперименты ученые проводили на базе Самарской областной клинической больницы имени В.Д. Середавина, где они обследовали пациентов с помощью оптической биопсии кожи. Всего в испытаниях приняло участие 125 человек — 85 человек с почечной недостаточностью и 40 участников в контрольной группе. Ученые направляли спектроанализатор на предплечье пациента и в течение одной минуты фиксировали получаемую с кожи спектральную информацию, которая затем обрабатывалась несколько минут. Точность такой диагностики почечных заболеваний составила около 96–98% для разных возрастных групп.

«Используя оптическую биопсию кожи для определения биохимических свойств кожи с применением лазерного излучения и рамановского эффекта, можно получить данные о том, есть ли у обследуемого человека болезни почек. В отличие от других способов диагностики здесь не требуется ни оперативного вмешательства, ни забора крови, ни других инвазивных процедур. Предложенный нами подход позволяет за считанные минуты определить, развиваются ли у пациента болезни почек, и при этом никак не вредит пациенту», — отметил доцент кафедры лазерных и биотехнических систем Самарского университета Иван Братченко.

Ученые планируют продолжать свой проект и обследовать около 100 человек, среди которых будут как здоровые, так и люди с заболеваниями. Исследования они будут проводить с помощью экспериментального стенда с портативным спектроанализатором и лазера с длиной волны возбуждения 785 нм, а для анализа данных авторы собираются опробовать различные варианты классификаторов.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.