奈米呼吸測試「聞氣探病」,準確診斷 17 種疾病

現代醫學檢測方法出現之前,人們如何診斷疾病?

其中一個辦法,是聞病人呼出的氣體。遠在約公元前 400 年,古希臘的希波克拉底就教學生通過「聞氣」判斷病情,例如當一個病人呼出的氣體發甜,便可診斷他患有糖尿病。

聞氣探病

人體呼出的氣體主要成分是氮氣、二氧化碳和氧氣,此外還有 100 多種微量的揮發性化學物質。正是這些化學物質相對含量的變化,揭示了一個人的健康狀況。換言之,病人呼出的氣體中,各種化學物質的相對含量發生變化,因而表現出特異性的「呼吸印記」(breathprint——這就是「聞氣探病」的基本原理。

既然各種疾病呈現出不同的「呼吸印記」,科學家自然想到開發呼吸分析裝置,檢測病情。遺憾的是目前這些裝置都只能檢測一種疾病,實際應用大大受限。

氣體分析

但最近,科學家成功開發出一個氣體分析裝置,可以診斷多達 17 種疾病!這種 「奈米陣列」(nanoarray)上排布著奈米感受器,檢測氣體中的化學成分。借助人工智慧,通過分析呼氣中 13 種化學物質的「呼吸印記」,這種奈米陣列可以判斷某個呼吸樣本來自健康的人,還是來自患有某種特定疾病的病人。

比起大多數現代醫學檢測手段,「聞氣探病」可以說對人體無絲毫侵入或損傷。尤其值得一提的是,科學家發現,如果兩種疾病同時出現,並不會混淆彼此的「呼吸印記」,這是「聞氣探病」走上臨床應用的先決條件。對人體無害、簡便易行的呼吸分析儀器將來很有希望應用到臨床中。

參考資料

  1. Nakhleh, M. et al. (2017). Diagnosis and Classification of 17 Diseases from 1404 Subjects via Pattern Analysis of Exhaled Molecules. ACS Nano.
舒超
明日科學編輯,科大生命科學學院研究生,目前努力畢業中。做實驗之餘,喜歡讀書寫字,學習語言。鐘情中國古典文學。希望有朝一日走遍天下,增廣見聞。

為你推薦