Сотрудники Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» исследовали плазму крови человека, страдающего диабетом и недиабетом, методами терагерцовой спектроскопии. В ходе исследования было показано, что в совокупности с методами машинного обучения и лиофиллизации терагерцовая спектроскопия может быть использована в медицинской практике наравне с другими методами. Работа вышла в журнале Journal of biomedical optics.
В публикации представлены нормализованные по плотности коэффициент поглощения и показатель преломления для диабетических и недиабетических таблеток из лиофиллизированной плазмы крови в диапазоне от 0,2 до 1,4 ТГц. Во всем ТГц диапазоне частот показатель преломления для таблеток плазмы с диабетом превышает этот показатель для таблеток плазмы без диабета в среднем на 9-12%. Это разделение подтверждено методами машинного обучения. Учёные МГУ проиллюстрировали потенциальную способность клинической медицины построить прогнозирующее правило с помощью контролируемых алгоритмов машинного обучения после сбора достаточного количества экспериментальных данных.
«Была собрана венозная кровь у пациентов с сахарным диабетом 2 типа и условно здоровых людей. Для ограничения влияния воды на терагерцовые спектры проводилась лиофилизация (&) жидких образцов плазмы с последующим прессованием в таблетки. Эти таблетки были проанализированы с использованием импульсной ТГц спектроскопии во временной области. Дифференциация спектральных данных в ТГц диапазоне проводилась с использованием многомерной статистики для классификации спектров недиабетических и диабетических групп», – рассказал профессор физического факультета МГУА.П. Шкуринов.
Таким образом, данная работа показывает, как применение разных методов: лиофиллизация, ТГц спектроскопия, машинное обучение, позволяет повысить чувствительность ТГц спектроскопии к содержанию отдельных метаболитов в крови человека. Совокупность методов делает возможным применение терагерцовая спектроскопии в медицинской практике наравне с другими методами.