By Коли поліціанти підозрюють, що водій перебуває під впливом алкоголю, то використовують алкотестер – портативний прилад, який вимірює рівень алкоголю в крові. Чи можна було б діагностувати так хворобу? Запитують Рона Чандраваті й Деніел Гуртадо в часописі Scientific American.
Коротка відповідь: так. Повітря, яке видихає людина, містить понад 800 хімічних сполук, а останні відкриття показали сильну кореляцію між концентрацією певних речовин і деякими хворобливими станами. Наприклад, ацетон вказує на діабет, вища концентрація оксиду азоту пов’язана з запальним станом у дихальних шляхах, підвищений рівень альдегідів може свідчити про рак легень.
Повітря, яке видихається в трубочку, потрапляє до детектора, що виконує аналізи на основі змін резистентності напівпровідників з оксиду металів. Упродовж кількох хвилин зовнішній комп’ютер завдяки відповідному програмному забезпеченню генерує хімічний склад цього повітря.
Крім того, що результати отримуються набагато швидше, ніж при заборі крові, детектори дихання покращують діагностику завдяки неінвазійному збору важливих даних про стан здоров’я. У країнах із низьким рівнем доходів і обмеженими медичними ресурсами вони покращують охорону здоров’я, оскільки є легкими у використанні, портативними й порівняно дешевими. Ці пристрої також можуть допомогти обмежити поширення вірусу, якщо їх застосовувати подібно до того, як використовують термометри для вимірювання температури тіла в осіб, що входять до ресторанів чи супермаркетів.
У березні 2020 року Госсам Гаік і його співробітники із Техніону, Ізраїльського технологічного інституту, здійснили попередні клінічні дослідження в китайському місті Ухань щодо виявлення SARS-CoV-2 в повітрі, яке людина видихає. Детектори досягнули високої 95-відсоткової точності й 100-відсоткової чутливості. У 2021 році Міністерство охорони здоров’я й соціальних служб США виділило 3,8 мільйона доларів на пристосування для виявлення вірусу, що спричиняє COVID, – прилад E-Nose, що його використовує NASA. Це набір детекторів для автономного сканування повітря на Міжнародній космічній станції на наявність потенційно небезпечних речовин.
Щоб детектори, які аналізують дихання, могли стати загальнодоступними, потрібно буде подолати ще кілька критичних викликів. По-перше, необхідно підвищити точність виявлення деяких хвороб, зокрема туберкульозу й раку. По-друге, треба удосконалити алгоритми, що аналізують дані детекторів. Ідеться про усунення фальшивих позитивних результатів, викликаних наявністю в повітрі, що ми видихаємо, деяких сполук. Зрештою, потрібно збільшити видатки на клінічні випробування цієї технології у великих популяціях.
