气味王国讲解医疗诊断借助嗅觉科技的案例
在医疗诊断领域,数字气味技术正悄然崭露头角,为疾病的检测与诊断带来新的契机,其借助模拟人类嗅觉机制的电子鼻系统,通过对气味分子的精准识别与分析,在多种疾病诊断中展现出独特优势。
浙江大学化学系邬建敏教授课题组长期深耕智能嗅觉传感器领域,他们研发的超灵敏石墨烯嗅觉系统在幽门螺旋杆菌(HP)感染诊断中成效显著。该系统的核心——石墨烯嗅觉传感器,利用高分子聚电解质阳离子PDDA对还原氧化石墨烯(rGO)进行插层,拓宽了rGO层间距,提升了气体可及性;同时提出金属基材料模拟嗅觉受体新思路,丰富了rGO表面气体结合位点,能够在常温下检测到ppb浓度级别的痕量有机和无机气体。课题组收集了225例临床呼气样本,涵盖138个健康个体与87个经尿素呼气试验(UBT)确诊的HP阳性患者样本,经超灵敏石墨烯嗅觉系统分析,训练集和验证集的受试者工作特征曲线(ROC)下面积分别达0.992和0.988,训练集敏感性和特异性为93.1%和97.4%,验证集为91.4%和92.4%,整体准确率分别达92%和91% 。外部测试组(18例健康个体和15例HP阳性患者)数据显示,该模型区分健康组与HP感染组能力良好,诊断敏感性86.7%、特异性88.9%,以0.436为患病分类阈值时,总体诊断准确率88%,AUC值0.972,彰显出在HP免标记筛查中的巨大潜力。 除了幽门螺旋杆菌检测,帕金森病的诊断也有了数字气味技术的身影。浙江大学等研究机构开发出便携式人工智能嗅觉(AIO)系统,即“电子鼻”。帕金森氏症患者会分泌更多皮脂,且体内酵母、酶和激素的变化促使特定气味产生。研究团队征集63位受试人员(31名帕金森病患者和32名健康受试者),用纱布擦拭其背部收集皮脂样本,经电子鼻分析挥发性有机物,发现辛醛、乙酸己酯和紫苏醛三种气味化合物在两组间差异显著,基于此建立诊断模型。对另外12名PD患者和12名健康对照者的皮脂分析显示,预测PD准确率为70.8%,识别真正PD患者时敏感性高达91.7%,但特异性仅50%,存在假阳性问题。后续虽需更多实验提升准确率,但已为帕金森病的早期便捷诊断提供了新方向。 数字气味技术凭借电子鼻系统,以其快速、非侵入性等特性,在医疗诊断领域开启了新的篇章,无论是幽门螺旋杆菌这类常见病菌感染,还是帕金森病这类复杂神经系统疾病,都展现出广阔应用前景,有望成为未来医疗诊断中不可或缺的有力工具 。
以上就是气味王国对医疗诊断借助嗅觉科技的案例的详细解读