Сучасні методи діагностування захворювань внутрішніх органів за результатами контролю вмісту специфічних компонентів у повітрі, що видихають пацієнти

Abstract

Впровадження в клінічних умовах інвазивних методів діагностики доповнюється науковими пошуками більш доступних та інформативних неінвазивних підходів. Серед них – методи оцінки повітря, що видихається, завдяки створенню стандартизованої апаратури для його аналізу. Зараз стало очевидним, що повітря, яке видихається – складний аналітичний об'єкт, що включає неорганічні та органічні речовини, вміст яких коливається в широких межах – від 1 ppm до 0,1 ppb. В даний час використовують такі методи аналізу – газова хроматографія з мас-спектрометрією, протонна мас-спектрометрія (PTR-MS), протонна мас-спектрометрія з часопролітним аналізатором (PTR-TOF-MS), масспектрометрія з виділеними іонними потоками (SIFT-MS), спектрометрія іонної рухливості, діодна лазерна спектроскопія поглинання. Мета роботи: провести аналіз існуючих апробованих методів контролю вмісту специфічних компонентів у повітрі, що видихають пацієнти, для діагностування захворювань внутрішніх органів з метою подальшого впровадження в практику ведення хворих на туберкульоз, ускладнений на бронхолегенєву патологію та/або легенево-серцеву недостатність. Матеріал та методи. Проведений аналіз літературних джерел, надрукованих за останні п`ять років та присвячених діагностичній значимості аналізу повітря, що видихається хворими при патології органів дихання та легенево-серцевої недостатності. Результати: Аналіз повітря, що видихається, має ряд переваг: процедура неінвазивна (потрібно подихати в маску повітрозабірника), аналіз проби повітря займає близько 20 хв, при розробці програмного забезпечення можливе отримання автоматичного аналізу результатів дослідження, тому цей напрямок заслуговує на подальші дослідження. За даними сучасних досліджень та публікацій виявлено обмаль інформації стосовно ідентифікації захворювання на туберкульоз легенів, яке ускладнене обструктивними бронхолегенєвими або серцево-судинними захворюваннями, та зовсім немає результатів дослідження при коморбідної патології кардіореспіраторної системи, діагностованої на підставі контролю вмісту та динаміки змінення концентрацій специфічних компонентів у повітрі, що видихають пацієнти. Висновок. Проведений аналіз існуючих апробованих методів контролю вмісту специфічних компонентів у повітрі, що видихають пацієнти, для діагностики захворювань внутрішніх органів вказує на необхідність виконання подальших досліджень у частині вивчення та розробки нових методів контролю вмісту специфічних компонентів у повітрі, що видихають пацієнти.

The introduction of invasive diagnostic methods in clinical settings is complemented by scientific searches for more accessible and informative noninvasive approaches. Among them are methods for assessing the patient's exhaled air using standardized methods and measuring equipment for analyzing this air. It has now become obvious that exhaled air is a complex analytical object, which consists of inorganic and organic substances, the contents of which are in a wide range from 1 ppm to 0.1 ppb. Currently, the following methods for analyzing exhaled air are used – gas chromatography with mass spectrometry, proton massspectrometry (PTR-MS), proton mass-spectrometry with a time-of-flight analyzer (PTR-TOFMS), mass-spectrometry with seen ion fluxes (SIFT-MS), ion mobility spectrometry, diode laser absorption spectroscopy. Purpose of the work: to analyze the existing proven methods for monitoring the content of specific components in the exhaled air of patients for diagnosing diseases of internal organs with the aim of further introducing into the practice of accompanying patients with pulmonary tuberculosis complicated by bronchopulmonary pathologies and (or) pulmonary heart failure. Materials and methods. The analysis of literary sources published over the past five years and devoted to the diagnostic significance of the analysis of exhaled air by sick patients with pathology of the respiratory system and cardiopulmonary insufficiency has been carried out. Results: Analysis of exhaled air has a number of advantages: the procedure is noninvasive (it is necessary to breathe into the mask of the air sampling device), the analysis of the air sample lasts about 20 minutes, when developing the software, it is possible to obtain an automatic analysis of the research results, therefore this line of research deserves further development and research. According of modern studies and publications revealed insufficient information regarding the identification of pulmonary tuberculosis diseases complicated by obstructive bronchopulmonary or cardiovascular diseases. At the same time, there are no results of studies in comorbid pathology of the cardiorespiratory system, diagnosed on the basis of monitoring the content and dynamics of changes in the concentrations of specific components in the exhaled air of patients. Conclusion. The performed analysis of the existing proven methods for monitoring the content of specific components in the exhaled air of patients for diagnosing diseases of internal organs indicates the need for further research in terms of studying and developing new methods for monitoring the content of specific components in the exhaled air of patients.

Внедрение в клинических условиях инвазивных методов диагностирования дополняются научными поисками более доступных и информативных неинвазивных подходов. Среди них – методы оценки выдыхаемого воздуха пациента с использованием стандартизированных методов и измерительной аппаратуры для анализов этого воздуха. Сейчас стало очевидным, что выдыхаемый воздух – сложный аналитический объект, который состоит из неорганических и органических веществ, содержания которых находятся в широких пределах – от 1 ppm до 0,1 ppb. В настоящее время используются такие методы анализа выдыхаемого воздуха – газовая хроматографяя с масс-спектрометрией, протонная масс-спектрометрия (PTR-MS), протонная мас-спектрометрия с времяпролетным анализатором (PTR-TOF-MS), массспектрометрия с виделенными ионными потоками (SIFT-MS), спектрометрия ионной подвижности, диодная лазерная спектроскопия поглощения. Цель работы: выполнить анализ существующих апробированных методов контроля содержаний специфических компонентов в выдыхаемом воздухе пациентов для диагностирования заболеваний внутренних органов с целью дальнейшего внедрения в практику сопровождения больных туберкулезом легких, осложненном бронхолегочной паталогий и (или) легочно-сердечной недостаточностью. Материалы и методы. Выполнен анализ литературных источников, напечатанных за последние пять лет и посвященных диагностической значимости анализа выдыхаемого воздуха больными пациентами при паталогии органов дыхания и сердечнолегочной недостаточностью. Результаты: Анализ выдыхаемого воздуха имеет ряд преимуществ: процедура неинвазивная (необходимо дышать в маску воздухоотборного устройства), анализ пробы воздуха продолжается примерно 20 минут, при разработке программного обеспечения возможно получение автоматического анализа результатов исследования, поэтому это направление исследований заслуживает дальнейшего развития и исследования. По данным современных исследований и публикаций выявлено недостаточно информации относительно идентификации заболеваний туберкулезом легких, осложненных обструктивными бронхолегочными или сердечно-сосудистыми заболеваниями. При этом отсутствуют результаты исследований при коморбидной патологии кардиореспираторной системы, диагностированной на основе контроля содержания и динамики изменения концентраций специфических компонентов в выдыхаемом воздухе пациентов. Вывод. Проведенный анализ существующих апробированных методов контроля содержания специфических компонентов в выдыхаемом воздухе пациентов для диагностирования заболеваний внутренних органов указывает на необходимость выполнения дальнейших исследований в части изучения и разработки новых методов контроля содержаний специфических компонентов в выдыхаемом воздухе пациентов.