Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2020, выпуск 6 » Статья стр. 805
<<<>>>
Диагностика диабета на основе анализа выдыхаемого воздуха методом терагерцовой спектроскопии и машинного обучения
DOI: 10.21883/OS.2020.06.49414.46-20
Переводная версия: 10.1134/S0030400X20060090
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 18-52-16025
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 17-00-00275(17-00-00272, 17-00-00184, 17-00-00186)
Кистенев Ю.В.1,2, Тетенева А.В.2, Сорокина Т.В.2, Князькова А.И.1,3, Захарова О.А.1,3, Кюссе А.4, Вакс В.Л.5, Домрачева Е.Г.5, Черняева М.Б.5, Анфертьев В.А.5, Сим Е.С.1,2, Янина И.Ю.1,6, Тучин В.В.1,6,7, Борисов А.В.1,2
1Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
2Сибирский государственный медицинский университет, Томск, Россия
3Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия
4Universite du Littoral-C^ote d'Opale, Dunkerque, France
5Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
6Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
7Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
Email: yuk@iao.ru
Выставление онлайн: 3 апреля 2020 г.
PDF версия
Представлены результаты исследования выдыхаемого воздуха пациентов с сахарным диабетом в сравнении со здоровыми добровольцами с использованием широкополосной ТГц спектроскопии во временной области. Выявлены характерные спектральные поддиапазоны, в которых профили спектров поглощения проб выдыхаемого воздуха целевой и контрольной групп отличаются наиболее существенно: 0.560, 0.738, 0.970, 1.070, 1.140, 1.180, 1.400 ТГц. С помощью метода главных компонент показано, что совокупность коэффициентов поглощения в этих областях позволяет надежно разделить целевую и контрольную группы. Проведено сравнение полученных результатов с измерениями паров ацетона в воздухе пациентов с сахарным диабетом и здоровых добровольцев. Ключевые слова: диабет, выдыхаемый воздух, терагерцовая спектроскопия, машинное обучение.
  1. Shestakova M.V., Galstyan G.R. // Problems of Еndocrinology. 2017. V. 63. N 4. P. 257. doi 10.14341/probl2017634257-268
  2. Asfandiyarova N.S. // Diabetes Mellitus. 2015. V. 18. N 4. P. 12. doi 10.14341/DM6846
  3. Dedov I.I., Shestakova M.V., Galstyan G.G. // Diabetes Mellitus. 2016. V. 19. N 2. P. 104. doi 10.14341/DM2004116-17
  4. Singh M., Pal R., Ranjan R., Sarkar G., Bharti R., Pal S. // JKIMSU. 2017. V. 6. N 4. P. 12
  5. Boots A.W., Bos L.D., van der Schee M.P., van Schooten F.J., Sterk P.J. // Trends Mol. Med. 2015. V. 10. N 21. P. 633. doi 10.1016/j.molmed.2015.08.001
  6. Kistenev Y.V., Borisov A.V., Kuzmin D.A., Bulanova A.A. // AIP Conf. Proc. 2016. V. 1760. P. 020028. doi 10.1063/1.4960247
  7. Kistenev Y.V., Borisov A.V., Kuzmin D.A., Penkova O.V., Kostyukova N.Y., Karapuzikov A.A. // JBO. 2017. V. 22. N 1. P. 017002. doi 10.1117/1.JBO.22.1.017002
  8. Phillips M., Cataneo R.N., Cheema T., Greenberg J. // Clin. Chim. Acta. 2004. V. 344. P. 189. doi 10.1016/j.cccn.2004.02.025
  9. Novak B.J., Blake D.R., Meinardi S., Rowland F.S., Pontello A., Cooper D.M., Galassetti P.R. // PNAS. 2007. V. 104. N 40. Р. 15613. doi 10.1073/pnas.0706533104
  10. Stephens J.W., Khanolkar M.P., Bain S.C. // Atherosclerosis. 2009. V. 202. N 2. P. 321. doi 10.1016/j.atherosclerosis.2008.06.006
  11. Krzystek-Korpacka M., Salmonowicz B., Boehm D., Berdowska I., Zielinski B., Patryn E., Noczynska A., Gamian A. // Clinical Biochemistry. 2008. V. 41. P. 48. doi 10.1016/j.clinbiochem.2007.10.003
  12. Greiter M.B., Keck L., Siegmund T., Hoeschen C., Oeh U., Paretzke H.G. // Diabetes Technology \& Therapeutics. 2010. V. 12. N 6. P. 455
  13. Das S., Pal S., Mitra M. // J. Med. Biol. Eng. 2016. V. 36. P. 605
  14. Dedov I.I., Shestakova M.V., Mayorov A.Y. // Diabetes Mellitus. 2019. V. 22. N 1S. P. 1. doi 10.14341/DM221S1
  15. Colwell J.A. Diabetes --- Hot Topics. New York: Hanley \& Belfus, 2003. 255 p.; Колуэлл Дж.А. Сахарный диабет: новое в лечении и профилактике. М.: Бином. Лаб. знаний, 2007. 288 с
  16. Watkins P.J. // J. Breath Res. 2017. V. 11. P. 024002. doi 10.1088/1752-7163/aa66d3
  17. Ruzsanyi V., Kalapos M. Peter, Breath acetone as a potential marker in clinical practice // J. Breath Res. 11 (2017) 024002. doi 10.1088/1752-7163/aa66d3
  18. Turner C., Walton C., Hoashi S., Evans M. // J. Breath Res. 2009. V. 3. N 4. P. 046004. doi 10.1088/1752-7155/3/4/046004
  19. Kistenev Y.V., Borisov A.V., Kuzmin D.A., Bulanova A.A., Boyko A.A., Kostyukova N.Y., Karapuzikov A.A. // Proc. SPIE. 2016. V. 9707. P. 97070M. doi 10.1117/12.2214645
  20. Stepanov E.V., Glushko A.N., Kasoev S.G., Koval A.V., Lapshin D.A. // Quant. Electron. 2011. V. 41. N 12. P. 1124. doi 10.1070/QE2011v041n12ABEH014698
  21. Stepanov E.V., Kasoev S.G. // Opt. Spectrosc. 2019. V. 126. N 6. P. 736. doi 10.1134/S0030400X19060249
  22. Petrus M., Bratu A.-M., Popa C. // Rev. Roum. Chim. 2016. V. 61. N 2. P. 89
  23. Petrus M., Bratu A.-M., Popa C. // Opt. and Quant. Electron. 2017. V. 49. N 1. doi 10.1007/s11082-016-0837-y
  24. Khodos V.V., Ryndyk D.A., Vaks V.L. // Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2004. V. 25. P. 203. doi 10.1051/epjap:2004008
  25. Smolyanskaya O.A., Chernomyrdin N.V., Konovko A.A., Zaitsev K.I., Ozheredov I.A., Cherkasova O.P., Nazarov M.M., Guillet J.-P., Kozlov S.A., Kistenev Y.V., Coutaz J.-L., Mounaix P., Vaks V.L., Son J.-H., Cheon C., Wallace V.P., Feldman Y., Popov I.B., Yaroslavsky A.N., Shkurinov A.P., Tuchin V.V. // Progress in Quant. Electron. 2018. V. 62. P. 1. doi 10.1016/j.pquantelec.2018.10.001
  26. Vaks V.L., Domracheva E.G., Pripolzin S.I., Chernyaeva M.B. // EPJ Web Conf. 2018. V. 195. P. 10014. doi 10.1051/epjconf/201819510014
  27. Demidova T.Yu., Selivanova A.V., Ametov A.S. // Terapevticheskii Arkhiv. 2006. V. 78. N 11. P. 64
  28. Сивухин Д.В. Общий курс физики: Термодинамика и молекулярная физика. / Учебное пособие. М.: Физматлит, 2006. 544 с
  29. Jolliffe I.T. Principal Component Analysis. N.Y.: Springer, 2002. 405 p
  30. Scholz M., Fraunholz M., Selbig J. // Principal Manifolds for Data Visualization and Dimension Reduction. / Ed. by Gorban A.N., Kegl B., Wunsch D.C., Zinovyev A.Y. Lecture Notes in Computational Science and Enginee, V. 58. 2008. Berlin, Heidelberg: Springer. P. 44
  31. Vaks V.L., Domracheva E.G., Sobakinskaya E.A., Chernyaeva M.B. // Phys. Usp. 2014. V. 57. N 7. P. 684. doi 10.3367/UFNe.0184.201407d.0739
  32. Exter M., Fattinger Ch., Grischkowsky D. // Opt. Lett. 1989. V. 14. N 20. P. 1128. doi 10.1364/OL.14.001128
  33. Peale R.E., Muravjov A.V., Fredricksen C.J., Boreman G.D., Saxena H., Braunstein G., Vaks V.L., Maslovsky A.V., Nikifirov S.D. // International J. High Speed Electronics and Systems. 2008. V. 18. N 3. P. 627. doi 10.1142/S012915640800562X

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme