Специалисты из Института персонализированной кардиологии Сеченовского университета ведут разработку инновационной методики раннего выявления метаболического синдрома у пациентов с ожирением. Данный подход дает возможность определять неявные отклонения в обмене веществ у людей, страдающих от избыточного веса, путем анализа состава воздуха, который они выдыхают. Для достижения этой цели научная группа объединила передовые технологии протонной масс-спектрометрии и алгоритмы искусственного интеллекта.

Метаболический синдром – это серьезное сочетание различных отклонений в работе организма: начиная от сниженной восприимчивости тканей к инсулину и заканчивая повышенным артериальным давлением и неблагоприятными изменениями показателей холестерина. Основной причиной этого состояния является ожирение, затрагивающее область живота (скопление жировой ткани). Согласно информации Всемирной организации здравоохранения, в настоящее время ожирение классифицируется как глобальная проблема XXI века, однако различные его проявления представляют разную степень опасности.

Около 10–30% людей с избыточным весом на протяжении определенного периода времени сохраняют нормальное состояние здоровья – у них показатели сахара в крови, холестерина и артериального давления находятся в пределах нормы. Однако существует риск того, что такое благополучие может быть недолговечным, а различие между безопасным состоянием и патологией весьма незначительно. Используемые на данный момент системы оценки рисков основываются исключительно на физических характеристиках: индексе массы тела или окружности талии. Для своевременного выявления ухудшения состояния здоровья необходимо проводить сложные лабораторные исследования с многократным забором крови.

Разработанная в России инновационная методика предоставляет возможность проведения диагностики без хирургического вмешательства, с высокой скоростью и удобством для пациента. Для получения результатов достаточно всего одной минуты – пациенту предлагается вдохнуть и выдохнуть через специальное устройство. Устройство анализирует состав газов, а затем нейронные сети идентифицируют неочевидные взаимосвязи, структурируя информацию в виде графов знаний и сопоставляя ее с информацией о химических веществах из существующей базы данных. Используется искусственный интеллект для сравнения летучих соединений с результатами клинических исследований и составом организма человека, что позволяет выявлять неочевидные молекулярные связи.

Руководитель Института персонализированной кардиологии при Сеченовском Университете, обладающий степенью доктора медицинских наук и званием профессора, Филипп Юрьевич Копылов Подробно описал суть проделанной работы в беседе со специалистом «Научной России».

«Воздух, выдыхаемый человеком, представляет собой недостаточно исследованную область по сравнению с кровью или другими жидкостями организма. Однако в нем содержится приблизительно 700 летучих органических соединений, которые могут служить индикаторами метаболизма. В настоящее время мы используем высокоточное аналитическое оборудование для создания уникального «профиля выдыхаемого воздуха», который позволяет диагностировать патологическое ожирение. Наша система способна обнаруживать неочевидные химические признаки и дифференцировать безопасный избыточный вес от опасного заболевания».

Благодаря новому подходу больным не потребуется многократные замеры уровня глюкозы из капиллярной крови и проведение тестов на толерантность к углеводам. В настоящее время работа над проектом включает в себя сбор информации, полученной при клинических испытаниях, а также создание теоретической основы. Планируется, что разработчики смогут адаптировать эту технологию с громоздких лабораторных приборов для анализа масс до небольших переносных устройств. Это позволит проводить быстрые исследования: оценка обмена веществ и контроль массы тела станут доступны как в медицинском учреждении во время консультации у врача общей практики, так и дома.

Материал создан при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.