Uloshengitysilman sisältämien isotooppien optisella analysoinnilla voidaan diagnosoida nopeasti ja kivuttomasti useita sairauksia. VTT on kehittänyt prototyyppilaitteen, jolla voidaan tutkia helikobakteerit suoraan hengitysilmasta.
Hengitysilmaan perustuvat diagnoosimenetelmät ovat VTT:n mukaan kasvava trendi. Hengitysilmasta voidaan helikobakteerin lisäksi analysoida henkilön energiankäyttöä ja painonpudotusta, varhaisessa vaiheessa oleva tyypin 2 diabetes sekä verenmyrkytys eli sepsis, joka on suurimpia kuoleman aiheuttajia ja aiheuttaa sairaaloille merkittäviä kustannuksia leikkaustoimenpiteiden jälkeen.
Laitteen avulla on mahdollista saada selville lääkärinvastaanoton aikana kivuttomasti ja täysin varmasti, onko vatsavaivojen aiheuttajana helikobakteeri. Laitteen varmuus perustuu siihen, että se pystyy mittaamaan hengitysilmasta hiili13( 13 C):n lisäksi happi18( 18 O):n .
Keksintö perustuu VTT:n Mikesin Metrologian kehittämään optiseen, moniläpäisykammiossa tehtävään absorptiospektroskopiaan, jossa näytetilavuus on onnistuttu pienentämään 40:een mikrolitraan, mikä on alle kymmenen miljoonasosaa aikuisen keuhkotilavuudesta.
Erittäin pienen näytetilavuuden ansiosta kaasu voidaan vaihtaa nopeasti kammion sisällä. Tämä puolestaan tekee mahdolliseksi sen, että potilaan koko hengityssykli voidaan analysoida nopeasti samassa laitteessa.
VTT suunnittelee jatkohankkeita, joissa kehitettäisiin laitetta myös muiden sairauksien diagnosointiin. Laitteella on mahdollista analysoida proteiineja ja erilaisia kemikaaleja. Myös happi17 on mitattavissa. Koska laite mittaa täysin turvallisia, stabiileja isotooppeja, voidaan laitetta hyödyntää myös elintarviketeollisuudessa.
TAUSTAA
Helikobakteeri voidaan havaita hengitysilmasta, kun ureamolekyylin hiili12 vaihdetaan keinotekoisesti hiili13:ksi. Muutos tehdään potilaan nielemän vaarattoman, urea-kemikaalia sisältävän pillerin avulla. Jos vatsalaukussa on helikobakteereja, ne pilkkovat ureamolekyylit hiilidioksidimolekyyleiksi, josta ne siirtyvät elimistöön ja keuhkojen kautta hengitysilmaan.
VTT:n kehittämä laite analysoi hengitysilman hiili13:n ja hiili12:n välistä suhdetta. Kun hiili13-suhde uloshengitysilmassa kohoaa pillerin nauttimisen jälkeen, on 97 prosentin varmuudella osoitettu, että potilasta vaivaa lääkekuurilla hoidettavissa oleva helikobakteeri. Tähän erona VTT:n laite analysoi myös happi18-suhteen hengitysilmasta, mikä takaa 100-prosenttisen diagnoosivarmuuden.
Isotooppien analysointiin perustuvaa spektrometriaa on tähän mennessä laajasti sovellettu lääketieteellisissä analyysisovelluksissa, koska hiili13 on suhteellisen helppo mitata ei-sidpersoivalla optisella laitteella.
Happi18:n havaitseminen on vaikeampaa, koska sen absorptio on huomattavasti heikompaa ja spektrisesti se sijoittuu pääisotoopin ja hiili13:n väliin, ja sen havaitsemiseen vaaditaan vasta viime vuosina markkinoille tulleita keski-infrapuna-alueen lasereita.
Helikobakteeri on yksi yleisimmistä infektioista. Vatsalaukussa elävä Helicobacter pylori eli helikobakteeri liittyy useisiin ylävatsan ongelmiin, kuten mahahaavaan ja mahatulehdukseen eli gastriittiin. Arvioiden mukaan 30–40 % kehittyneiden maiden väestöstä kantaa tartuntaa.
LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA
Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi verkossa!
http://issuu.com/uusiteknologia.fi/docs/1_2016?e=19307983/35580639