Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка классифицирующих правил для скрининговой диагностики рака лёгких на основе анализа метаболических профилей в газовых биопробах пациентов

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
бронхо-лёгочные заболевания, рак лёгкого, летучие метаболиты, газовая хроматография, лазерная оптико-акустическая спектроскопия, методы хемометрики

Цель проекта:
Выявление наиболее специфичных спектральных характеристик (метаболический профиль или профиль спектра поглощения пробы) в выдыхаемом воздухе пациентов с основными бронхо-лёгочными заболеваниями и разработка на их базе классифицирующих правил для скрининговой диагностики рака лёгких

Основные планируемые результаты проекта:
Перечень основных научных и научно-технических результатов:
1 Экспериментальный образец измерительного стенда для регистрации летучих метаболитов в пробе выдыхаемого воздуха на основе метода газовой хроматографии.
2 Методика совместного исследования проб выдыхаемого воздуха у целевой группы, группы сравнения и контрольной группы методами газовой хроматографии и лазерной оптико-акустической спектроскопии.
3 База данных компонентного состава и спектров поглощения выдыхаемого воздуха целевой группы, группы сравнения и контрольной группы.
4 Перечень специфичных летучих метаболитов или поддиапазонов спектра поглощения выдыхаемого воздуха в диапазоне 2.5-10.6 мкм с точки зрения разделения целевой группы по отношению к группе сравнения и контрольной группе.
5 Прикладное программное обеспечение (ППО) в составе:
5.1 Программа для ЭВМ по предварительной обработке данных спектрального анализа.
5.2 Программа для ЭВМ по интеллектуальному анализу данных компонентного состава или спектров поглощения выдыхаемого воздуха целевой группы, группы сравнения и контрольной группы в части преобразования пространства признаков.
6 Классифицирующие правила для скрининговой диагностики рака лёгких на основе анализа метаболических профилей в газовых биопробах пациентов.
7 Проект ТЗ на ОКР по теме: «Разработка аппаратно-программного комплекса для скрининговой диагностики рака лёгких на основе спектрального анализа выдыхаемого воздуха пациента».
8 Технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера - организации реального сектора экономики.
9 Рекомендации по возможности использования полученных результатов ПНИЭР в реальном секторе экономики.

Основные характеристики планируемых результатов (в целом и/или отдельных элементов), научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Разработанные классифицирующие правила для скрининговой диагностики рака лёгких на основе спектрального анализа газовых проб выдыхаемого воздуха (метаболический профиль или профиль спектра поглощения пробы) пациентов должны обеспечивать в парной классификации специфичность – не менее 85% и чувствительность – не менее 60% по сравнению с контрольной группой и группой сравнения.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Рак лёгкого (РЛ) дает основной вклад в смертность от онкологических заболеваний. Одной из главных проблем в данной области остается позднее выявление злокачественных новообразований в амбулаторно-поликлинических учреждениях. Задержка с началом лечения при РЛ, связанная с ошибочной диагностикой по данным различных авторов составляет от 3 месяцев до года. В области онкологии становится очевидным, что третичная профилактика онкологических заболеваний требует существенных финансовых затрат и времени, более эффективна первичная профилактика (система мер предупреждения возникновения и воздействия факторов риска развития онкологических заболеваний) и вторичная профилактика (комплекс мероприятий, направленных на ранее выявление злокачественных новообразований).

Планируемые результаты позволят разработать эффективные технологии для скрининговой диагностики РЛ. Достоинством разрабатываемой технологии диагностики на основе контроля летучих маркеров является неинвазивность, простота использования и минимальная себестоимость диагностических процедур, пригодность для массовых обследований населения.

2. Новизна применяемых решений заключается в:
• использовании перестраиваемых по частоте в широком диапазоне лазерных оптико-акустических газоанализаторов, обладающих высокой чувствительностью и возможностью работы с пробами малых объемов;
• Применении для анализа спектров поглощения газовыделений биообъектов методов интеллектуального анализа данных.

3. В мире подобные исследования проводятся с применением методов газовой хроматографии, которые являются золотым стандартом с точки зрения анализа метаболического профиля пациента, но сложны для применения в практической медицине. Существуют подходы с использованием химических сенсоров или их комбинаций ("электронный нос"), которые просты в применении, но обладают низкой селективностью и коротким сроком службы. Методы лазерной спектроскопии в настоящее время обеспечивают оптимальный баланс потребительских характеристик.

4. В соответствии с литературными данными важным необходимым требованием применения методов лазерной спектроскопии с точки зрения диагностики заболеваний является возможность одновременного определения не менее 10-20 летучих метаболитов. Это может быть достигнуто при использовании источника лазерного излучения, перестраиваемого по частоте в широком диапазоне, на основе параметрического генератора света для регистрации спектров поглощения пробы. Именно этот подход используется в рамках данной ПНИЭР.



Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Разработка методов и технических средств для скрининговой диагностики рака легкого.

2. Результаты ПНИЭР будут использованы при выполнении ОКР по теме: «Разработка аппаратно-программного комплекса для скрининговой диагностики рака лёгких на основе спектрального анализа выдыхаемого воздуха пациента».

3. Планируемые результаты ПНИЭР будут способствовать снижению социально-экономических потерь от онкологических заболеваний.

4. Планируемые результаты ПНИЭР имеют мировую новизну, перспективны как основа для международного сотрудничества.

Текущие результаты проекта:
В настоящее время:
1. Разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец измерительного стенда для регистрации летучих метаболитов в пробе выдыхаемого воздуха на основе метода газовой хроматографии.
2. Разработан и изготовлен экспериментальный образец измерительного стенда для регистрации летучих метаболитов в пробе выдыхаемого воздуха на основе метода газовой хроматографии.
3. Разработана программа и методики исследовательских испытаний экспериментального образца измерительного стенда.
4. Проведены исследовательские испытания экспериментального образца измерительного стенда по разработанной программе и методике исследовательских испытаний.
5. Разработаны методики совместного исследования проб выдыхаемого воздуха у целевой группы, группы сравнения и контрольной группы методами газовой хроматографии и лазерной оптико-акустической спектроскопии.
6.Разработано и доработано прикладное программное обеспечение.
7. Сформирована целевая группа, группа сравнения и контрольная группа.
8. Проведены экспериментальные исследования проб выдыхаемого воздуха в целевой группе, группе сравнения и контрольной группе методами газовой хроматографии и лазерной спектроскопии.
9. Разработана база данных компонентного состава и спектров поглощения выдыхаемого воздуха в целевой группе, группе сравнения и контрольной группе.