Способ диагностики рака легких

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для диагностики рака легкого. Проводят измерение уровней биомаркеров в образце выдыхаемого воздуха методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ-МС) с предварительным концентрированием летучих органических соединений в сорбционных трубках с сорбентом Tenax ТА, используя ГХ-МС систему, оснащенную двухстадийным термодесорбером. На первой стадии термодесорбции летучие органические соединения из трубки с сконцентрированным образцом извлекают в течение 5 мин при температуре 195°С. На второй стадии термодесорбции образовавшуюся газовую смесь фокусируют в ловушке с последующим ее нагревом от - 10 до 195°С. Разделение летучих органических соединений осуществляют на капиллярной колонке с неподвижной фазой полистирол-дивинилбензол. В качестве биомаркеров применяют соотношения площадей пиков летучих органических соединений, а именно: гексан : 2-пентанон, толуол : ацетон, 1-пентанол : ацетон, пентаналь : 2-пентанон, диметил трисульфид : диметил дисульфид, нонаналь : 2,3-бутандион, гептан : аллил метил сульфид, 2-бутанон : 2-пентанон, изопрен : ацетон, 1-метилтиопроан : ацетон, диметил сульфид : ацетон, ацетонитрил : ацетон, имеющих наибольшие коэффициенты корреляции. Их используют для создания классификационной модели с применением технологии искусственных нейронных сетей. Способ обеспечивает возможность сокращения времени анализа, увеличения достоверности способа за счет сокращения времени термодесорбции, уменьшения температуры и использования в качестве параметров значений соотношений площадей пиков летучих органических соединений. 1 ил., 4 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к области медицины, в частности, к онкологии, и может найти применение при клиническом обследовании пациента с подозрением на рак легкого.

На сегодняшний день онкологические заболевания по праву считаются одной из самых серьезных проблем здравоохранения. Несмотря на современные достижения медицины и фармацевтической промышленности, в случае запущенных форм удается лишь увеличить срок дожития и облегчить страдания пациентов, однако полностью вылечить заболевание зачастую не представляется возможным. Любые типы лечения наиболее эффективны при диагностике заболевания на ранних стадиях. Среди всех онкологических заболеваний самый высокий уровень смертности наблюдается в случае рака легких (Siegel, R.L. Cancer statistics, 2020 / R.L. Siegel, K.D. Miller, A. Jemal // СA. Cancer J. Clin. 2020. V. 70. №1. P. 7-30), что, прежде всего, связано с отсутствием возможности вовремя диагностировать заболевание. Рак легкого диагностируется поздно, так как симптомы данного заболевания зачастую неспецифичны, вследствие чего их легко спутать с признаками старения или курения, в результате у более 50,0% пациентов уже наблюдаются отдаленные метастазы. Кроме того, такие процедуры диагностики, как цитологическое исследование мокроты и рентген грудной клетки, не способствуют уменьшению уровня смертности (Lim, M.Y. Biomarkers in Exhaled Breath and Serum of Chronic Obstructive Pulmonary Disease and Non-Small-Cell Lung Cancer /M.Y. Lim, P.S. Thomas //Int. J. Chronic Dis. 2013. doi: 10.1155/2013/578613).

В настоящее время самыми достоверными способами диагностики являются биопсия - сложная инвазивная процедура, зачастую связанная с определенными рисками для пациента, и компьютерная томография (КТ) - процедура, сопряженная с получением пациентом дозы облучения, которое может отрицательно отразиться на здоровье пациента. Помимо дискомфорта и сложности прохождения подобных процедур для пациентов, такие способы диагностики требуют наличия высококвалифицированных специалистов и современных аппаратов, которые зачастую есть только в крупных региональных медицинских центрах, что вносит дополнительные сложности относительно своевременности необходимого медицинского обследования.

Альтернативными способами выявления онкологии легких является диагностика на основе определения специфичных для заболевания биомаркеров в различных биологических объектах, наиболее распространенным среди которых является кровь. Так, например, известен способ диагностики рака легких (пат. 2697971 РФ, МПК G16H 50/20 (2018.01), А61 В 5/00 (2006.01). Способ ранней диагностики рака легкого / П.В. Глыбочко, А.А. Свистунов, В.В. Фомин, Ф.Ю. Копылов, М.И. Секачева, В.Д. Паршин, Е.П. Гитель, А.А. Рагимов, Е.В. Поддубская - №2018140406/18; заявл. 15.11.2018; опубл. 21.08.2019), включающий измерение уровней биомаркеров в образце фракции сыворотки или плазмы крови, полученном у субъекта: НЕ4, АроА2, CYFRA.21.1, Ddimer, ApoA1, TTR, В2М, СА125, hsCRP, CEA, sVCAM.1, CA15.3, а также определение пола пациента, с последующей обработкой совокупности полученных значений биомаркеров с использованием, по меньшей мере, одной классификационной модели, обученной для определения высокой или низкой вероятности наличия рака легкого. Для построения классификационных моделей используют метод «случайного леса», и/или линейный дискриминантный анализ, и/или метод опорных векторов. Классификационные модели построены на основе анализа 77 пациентов с раком легких и 203 здоровых людей. Выборка разделена на обучающую (80,0% данных) и тестовую (20,0% данных). Способ в зависимости от метода классификации позволяет выявлять заболевание у 58,0

- 79,0% пациентов с раком легких, и выявлять отсутствие заболевания у 95,0

- 100,0% здоровых людей.

Особенностью проведения анализа является отбор образца крови, что представляет собой инвазивную процедуру, сопряженную со стрессом и требующую привлечения квалифицированного медицинского персонала.

Известен более простой способ диагностики рака легких, где в качестве объекта анализа используют выдыхаемый воздух (Ligor, Т. Application of an artificial neural network model for selection of potential lung cancer biomarkers / T. Ligor, L. Pater, B. Buszewski // J. Breath Res. 2015. №9. P. 1-7). Выдыхаемый воздух отбирают в тедларовый пробоотборный пакет.Концентрирование летучих органических соединений (ЛОС) осуществляют на волокне для твердофазной микроэкстракции (ТФМЭ) путем ввода волокна для ТФМЭ в пробоотборный пакет на 10 минут при комнатной температуре. В качестве аппаратурного оформления используют ГХ-МС систему. Для хроматографического разделения используют колонку с неподвижной фазой полистирол-дивинилбензол. Для построения классификационной модели используют технологию искусственных нейронных сетей (ИНС). Построены 5 классификационных моделей на основе анализа 123 пациентов с раком легких и 361 здорового человека. В качестве предполагаемых биомаркеров используют бутан, 2-метилбутан, 4-метилоктан, пропан, 2-пентанон, пропаналь, 2,4-диметилгептан, пропен. Выборка была разделена на обучающую (80,0% данных) и тестовую (20,0% данных). На тестовых данных в зависимости от модели удалось выявить заболевание у 45,0 - 79,0% пациентов с раком легких, а у 52,0 - 83,0%) здоровых людей удалось выявить его отсутствие.

Этот способ предполагает концентрирование ЛОС на волокне для ТФМЭ. Принимая во внимание широкий спектр ЛОС, содержащихся в выдыхаемом воздухе в широком диапазоне концентраций, применение таких сорбентов малой емкости, как волокна для ТФМЭ, может привести к потере определяемых компонентов ввиду пересыщения сорбента.

Известен способ диагностики рака легких посредствам анализа альвеолярного воздуха с использованием в качестве аппаратурного оформления ГХ-МС системы, оснащенной двухстадийным термодесорбером (Phillips М. Blinded Validation of Breath Biomarkers of Lung Cancer, a Potential Ancillary to Chest CT Screening / M. Phillips, T.L. Bauer, R.N. Cataneo, C. Lebauer, M. Mundada, H.I. Pass, N. Ramakrishna, W.N. Rom, E. Vallieres // PLoS. One. 2015. V. 12. №10. e0142484.). Отбор образца осуществляют непосредственно в сорбционную трубку с комбинированным сорбентом (Carbotrap С, Carbopack В) с помощью специального устройства, позволяющего в автоматическом режиме разделять потоки выдыхаемого и альвеолярного воздуха и концентрировать в сорбционную трубку только альвеолярный воздух. На первой стадии термодесорбции ЛОС из трубки с сконцентрированным образцом извлекают при температуре 300°С, на второй стадии термодесорбции образовавшуюся газовую смесь фокусируют в ловушке с последующим ее нагревом от 0°С до 300°С. Для хроматографического разделения используют колонку с неподвижной фазой фенил, диметилполисилоксан. Классификационная модель построена на основе анализа 100 пациентов с подтвержденным диагнозом и 35 здоровых людей. Тестирование проводят на 75 пациентах с подтвержденным раком легких и 19 здоровых людях. От каждого добровольца получено 2 пробы, которые анализировали параллельно в 2 лабораториях. В качестве параметров классификационной модели, построенной с применением метода взвешенного цифрового анализа, используют 500 ионов, находящихся во временном промежутке хроматограммы от 1,500 до 2,500 секунд. На тестовых данных в первой лаборатории удалось выявить заболевание у 68,0% пациентов с раком легких, а у 68,4% здоровых людей удалось выявить его отсутствие, во второй лаборатории - удалось выявить заболевание у 70,1% пациентов с раком легких, а у 68,0% здоровых людей удалось выявить его отсутствие.

Недостатком данного способа является необходимость наличия специального устройства, позволяющего в автоматическом режиме разделять потоки выдыхаемого и альвеолярного воздуха и концентрировать только альвеолярный воздух, а также трудоемкость обработки данных, обусловленная большим количеством параметров классификационной модели.

Известен способ диагностики рака на основе анализа выдыхаемого воздуха (пат.2538625 РФ, МПК А61В 5/08 (2006.01), G01N 33/497 (2006.01). Способ диагностики рака / Д.Н. Бахмутов, Н.Н. Камкин, Н.Г. Ярышев, Л.Б. Лазебник - №2014101423/14; заявл. 20.01.2014; опубл. 10.01.2015), включающий анализ выдыхаемого воздуха с применением ГХ-МС системы, оснащенной двухстадийным термодесорбером. Образец отбирают в емкости из инертного материала объемом 0,5-1,5 л, из которого фиксированное количество образца концентрируют в сорбционной трубке с комбинированным сорбентом (активированный уголь, Carboxen1000/CarbosieveS111) с помощью аспиратора. На первой стадии термодесорбции ЛОС из трубки с сконцентрированным образцом извлекают в течение 3 минут при температуре 220°С, на второй стадии термодесорбции образовавшуюся газовую смесь фокусируют в ловушке с последующим ее нагревом до 220°С. Для хроматографического разделения используют колонку с неподвижной фазой цианопропилфенил полисилоксан. Клинические испытания проведены у 74 пациентов, заболевание у пациента определяют по наличию в образце циклогексилизотиоцианата.

Недостатком указанного способа являются его ограниченные функциональные возможности. Данный способ позволяет выявить, болен человек раком или нет, а определить локализацию патологии не представляется возможным.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ диагностики опухоли легких на основе анализа выдыхаемого воздуха (Wang, М. A Confounding effect of benign pulmonary diseases in selecting volatile organic compounds as markers of lung cancer / M. Wang, J. Sheng, Q. Wu, Y. Zou, Y. Hu, K. Ying, H. Wan, P. Wang // Breath Res. 2018. №4. doi: 10.1088/1752-7163/aad9cc). В качестве аппаратурного оформления используют ГХ-МС систему, оснащенную двухстадийным термодесорбером. Отбор образца осуществляют с помощью специального устройства, позволяющего отделить первые 2 литра выдыхаемого воздуха и отобрать воздух в конце выдоха. ЛОС из образца концентрируют в сорбционной трубке с сорбентом Тепах ТА. На первой стадии термодесорбции ЛОС из трубки с сконцентрированным образцом извлекают в течение 10 минут при температуре 250°С, на второй стадии термодесорбции образовавшуюся газовую смесь фокусируют в ловушке с последующим ее нагревом от - 10°С до 250°С. Для хроматографического разделения используют колонку с неподвижной фазой фенил, диметилполисилоксан. Классификационная модель построена на основе анализа выдыхаемого воздуха 125 пациентов с раком легких, 24 пациентов с доброкачественными опухолями и 58 здоровых людей с помощью технологии ИНС. Выборка разделена на обучающую (70,0% данных) и тестовую (30,0% данных). В качестве предполагаемых биомаркеров используют следующие ЛОС: 3-этилтолуол; 1,2,3-триметилбензол, п-пропилбензол, пропилциклогексан, индан, 1-метил-3-пропилбензол, о-ксилол, 4-метил-2-пентанон, 5-метилиндан, метилциклогексан. Применяя данный способ, удалось выявить заболевание у 80,0%) пациентов с легочными заболеваниями, а отсутствие легочных заболеваний удалось выявить у 84,0% здоровых людей.

Недостатком указанного способа являются его ограниченные функциональные возможности. Данный способ позволяет выявить, есть ли у пациента опухоль в легких, а определить доброкачественная она или злокачественная не представляется возможным.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является сокращение времени анализа, увеличение достоверности способа.

Технический результат достигается тем, что в способе диагностики рака легкого, включающем измерение уровней биомаркеров в образце выдыхаемого воздуха методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием с предварительным концентрированием летучих органических соединений в сорбционной трубке с сорбентом Тепах ТА, используя ГХ-МС систему, оснащенную двухстадийным термодесорбером. На первой стадии термодесорбции ЛОС из трубки с сконцентрированным образцом извлекают предпочтительно в течение 5 минут при температуре 195°С, на второй стадии термодесорбции образовавшуюся газовую смесь фокусируют в ловушке с последующим ее нагревом от - 10°С до 195°С. Разделение летучих органических соединений осуществляют на капиллярной колонке с неподвижной фазой полистирол-дивинилбензол. В качестве биомаркеров используют соотношения площадей пиков ЛОС, а именно: гексан / 2-пентанон, толуол / ацетон, 1-пентанол / ацетон, пентаналь / 2-пентанон, диметил трисульфид / диметил дисульфид, нонаналь / 2,3-бутандион, гептан / аллил метил сульфид, 2-бутанон / 2-пентанон, изопрен / ацетон, 1-метилтиопропан / ацетон, диметилсульфид / ацетон, ацетонитрил / ацетон, имеющих наибольшие коэффициенты корреляции. Эти соотношения используют в качестве исходных параметров классификационной модели, построенной с применением технологии ИНС.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что:

- в качестве параметров используют значения соотношений площадей пиков ЛОС;

- используют колонку с неподвижной фазой полистирол-дивинилбензол;

- термодесорбцию осуществляют предпочтительно в течение 5 минут при температуре 195°С;

- нагрев ловушки осуществляют предпочтительно от - 10°С до 195°С.

На фигуре представлены типичные хроматограммы по полному ионному току образцов выдыхаемого воздуха:

- (а) хроматограмма образца выдыхаемого воздуха пациента с раком легкого;

- (б) хроматограмма образца выдыхаемого воздуха здорового человека;

- (в) хроматограмма, полученная в результате повторного анализа той же сорбционной трубки, в которой находился образец (а);

Используемые обозначения: 1 - ацетальдегид, 2 - этанол, 3 -ацетонитрил, 4 - ацетон, 5 - 2-пропанол, 6 - диметилсульфид, 7 - изопрен, 8 - бутаналь, 9 - 2,3-бутандион, 10 - 2-бутанон, 11 - диметилкарбонат, 12 -этилацетат, 13 - гексан, 14 - 1-бутанол, 15 - бензол, 16 - 2-пентанон, 17 -пентаналь, 18 - 1-метилтиопропан, 19 - диметилдисульфид, 20 - гептан, 21 -1-пентанол, 22 - толуол, 23 - гексаналь, 24 - N, N-диметилацетамид, 25 - м-ксилол+п-ксилол, 26 - о-ксилол, 27 - гептаналь, 28 - фенол, 29 - нонан, 30 -диметилтрисульфид, 31 - октаналь, 32 - декан, 33 - лимонен, 34 - нонаналь, 35 -ундекан.

Для осуществления способа необходимо серийное оборудование (см. табл.1).

В эксперименте участвовало 232 человека: из них 120 практически здоровых человека и 112 больных раком легких разных гистологических типов. Типичные хроматограммы образцов выдыхаемого воздуха пациента с раком легких и здорового человека представлены на фиг.(а и б) соответственно. Все результаты посчитаны с учетом данных, полученных в результате анализа пробы, взятой из окружающего воздуха.

Выдыхаемый воздух отбирают в пробоотборный пакет, изготовленный из инертного материала (тедлар или лавсан), объемом 5 литров с последующим концентрированием фиксированного количества образца в сорбционной трубке с помощью аспиратора.

Образец анализируют с применением системы из последовательно подключенных стандартным способом приборов двухстадийного термодесорбера и ГХ-МС. В качестве газа-носителя используют гелий. На первой стадии термодесорбции летучие органические соединения из трубки с сконцентрированным образцом извлекают при температуре 195°С, что обусловлено температурой кипения нонаналя, которая является самой высокой среди всех ЛОС (195°С). Экспериментальным путем было установлено, что термодесорбция при 195°С менее 5 минут не обеспечивает полноты извлечения ЛОС и регенерации сорбента в трубке. Термодесорбция при температуре 195°С в течение 5 минут позволяет извлекать все ЛОС из сорбционной трубки с сконцентрированным образцом, что подтверждается отсутствием исследуемых ЛОС на хроматограмме, полученной в результате повторного анализа той же сорбционной трубки, в которой находился образец выдыхаемого воздуха (см. фиг.(в)). Увеличение времени и температуры термодесорбции нецелесообразно ввиду достижения извлечения всех необходимых ЛОС из сорбционной трубки. На второй стадии термодесорбции образовавшуюся газовую смесь фокусируют в ловушке с последующим ее нагревом от - 10°С до 195°С для переноса полученной газовой смеси по переходной линии в ГХ-МС систему. Режим ввода пробы - с делением потока, коэффициент деления - 1:10. Режим работы термостата газового хроматографа, обеспечивающий разделение ЛОС и кондиционирование колонки, представлен в таблице 2.

Сканирование осуществляют в режиме полного ионного тока в диапазоне масс 33-220 Да. Идентификацию ЛОС в анализируемом образце проводят по результатам масс-спектрального анализа по положительным ионам при ионизации электронным ударом с энергией ионизирующего излучения 70 эВ. Интерпретацию выполняют как с использованием стандартных веществ, так и соотнесением полученных масс-спектров с данными масс-спектральных библиотек, полученных в аналогичных условиях ионизации с использованием программного обеспечения и баз данных, являющихся неотъемлемыми частями ГХ-МС системы.

Выявлены основные соединения профиля ЛОС выдыхаемого воздуха и составлен список наиболее часто встречающихся из них: ацетон, ацетонитрил, изопрен, 1-метилтиопропан, аллил метил сульфид, 1-метилтиопропен, диметилсульфид, диметилдисульфид, 2-пентанон, 2,3-бутандион. Для построения классификационной модели также рассматривали ЛОС, встречающиеся в более чем 50% образцов: гексан, толуол, 1-пентанол, пентаналь, диметил трисульфд, нонаналь, гептан, 2-бутанон, бензальдегид, октаналь, октан, 3-гептанон, 2-гептанон. На первом этапе построения модели проводили корреляционный анализ для выявления наиболее коррелирующих с заболеванием соотношений ЛОС к наиболее часто встречающимся ЛОС и наиболее часто встречающихся ЛОС между собой с использованием непараметрического теста ранговой корреляции Спирмена (см. табл.3).

Соотношения, имеющие наибольшие статистически значимые коэффициенты корреляции, были использованы для построения классификационной модели (см. табл.4).

Для построения классификационной модели была использована технология ИНС. Выборка была случайным образом разделена на 3 группы: обучающую, контрольную и тестовую. В обучающую выборку были включены 66 пациентов с раком легких и 74 здоровых добровольца, в контрольную - 12 пациентов с раком легких и 11 здоровых добровольцев, в тестовую - 34 пациента с раком легких и 35 здоровых добровольцев. Полученная классификационная модель на этапе обучения выявляла 89,3% пациентов с раком легких и 85,1% здоровых добровольцев, в контрольной выборке - 83,3% пациентов с раком легких и 81,8% здоровых добровольцев, в тестовой выборке - 88,2% пациентов с раком легких и 85,7% здоровых добровольцев. Набор данных классификационной модели позволяет выявлять 88,4%о пациентов с раком легких и 85,0% здоровых добровольцев.

Ниже представлено описание трех клинических примеров применения способа, подтверждающих возможность реализации изобретения с достижением технического результата.

Пример 1. Пациентка М. обратилась в поликлинику по месту жительства в связи с жалобами на кашель, слабость, снижение веса, одышку при физических нагрузках. Проведено исследование образца выдыхаемого воздуха. Пациентка наполнила один пробоотборный пакет объемом 5 л, из которого 0,5 л образца концентрировали в сорбционной трубке с сорбентом Тепах ТА с помощью аспиратора и анализировали с применением ГХ-МС системы, оснащенной двухстадийным термодесорбером. Трубку с сконцентрированным образом помещали в термодесорбер. На первой стадии термодесорбции летучие органические соединения из трубки с сконцентрированным образцом извлекали в течение 5 минут при температуре 195°С, на второй стадии термодесорбции образовавшуюся газовую смесь фокусировали в ловушке с последующим ее нагревом от - 10°С до 195°С. Разделение ЛОС осуществляли на капиллярной колонке с неподвижной фазой полистирол-дивинилбензол. В результате получили хроматограмму, рассчитали значения соотношений площадей пиков ЛОС: гексан / 2-пентанон - 0,00000; толуол / ацетон - 0,00000; 1-пентанол / ацетон - 0,00000; пентаналь / 2-пентанон - 0,00000; диметил трисульфид / диметил дисульфид - 0.17535; нонаналь / 2,3-бутандион - 0,00000; гептан / аллил метил сульфид - 0,00000; 2-бутанон / 2-пентанон - 0,00000; изопрен / ацетон - 0.46369; 1-метилтиопропан / ацетон - 0.00320; диметилсульфид / ацетон - 0.03625; ацетонитрил / ацетон - 0.56727. В результате обработки данных с применением классификационной модели обнаружили высокую вероятность рака легких.

Пациентке М. сделали КТ. Выявлено объемное образование левого легкого и очаговые образования обоих легких. Выполнена фибробронхоскопия, при проведении цитологического исследования выявлен рак легких.

Пример 2. Пациент Р. обратился в поликлинику по месту жительства в связи с жалобами на кашель с мокротой, слабость, снижение аппетита, одышку в покое, отечность нижних конечностей. Проведено исследование образца выдыхаемого воздуха. Пациент наполнил один пробоотборный пакет объемом 5 л, из которого 0,5 л образца концентрировали в сорбционной трубке с сорбентом Тепах ТА с помощью аспиратора и анализировали с применением ГХ-МС системы, оснащенной двухстадийным термодесорбером. Трубку с сконцентрированным образом помещали в термодесорбер. На первой стадии термодесорбции летучие органические соединения из трубки с сконцентрированным образцом извлекали в течение 5 минут при температуре 195°С, на второй стадии термодесорбции образовавшуюся газовую смесь фокусировали в ловушке с последующим ее нагревом от - 10°С до 195°С. Разделение ЛОС осуществляли на капиллярной колонке с неподвижной фазой полистирол-дивинилбензол. В результате получили хроматограмму, рассчитали значения соотношений площадей пиков ЛОС: гексан / 2-пентанон - 15.79407; толуол / ацетон - 0,00000; 1-пентанол / ацетон - 0.00105; пентаналь / 2-пентанон - 0.80538; диметил трисульфид / диметил дисульфид - 0,00000; нонаналь / 2,3-бутандион - 0,00000; гептан / аллил метил сульфид - 0,00000; 2-бутанон / 2-пентанон - 0.50330; изопрен / ацетон - 1.41410; 1-метилтиопропан / ацетон - 0.00834; диметилсульфид / ацетон - 0.01740; ацетонитрил / ацетон - 0.17591. В результате обработки данных с применением классификационной модели обнаружили высокую вероятность рака легких.

Пациенту Р. сделали КТ. Выявлены инфильтративный процесс правого легкого и объемное образование левого легкого, выполнена видеотараскопию, слева, верхняя лобэктомия, лимфодиссекция. В результате морфологического исследования операционного материала выявлен рак легких.

Пример 3. При ежегодном медицинском обследовании пациента А. проведено исследование образца выдыхаемого воздуха. Пациент наполнил один пробоотборный пакет объемом 5 л, из которого 0,5 л образца концентрировали в сорбционной трубке с сорбентом Тепах ТА с помощью аспиратора и анализировали с применением ГХ-МС системы, оснащенной двухстадийным термодесорбером. Трубку с сконцентрированным образом помещали в термодесорбер. На первой стадии термодесорбции летучие органические соединения из трубки с сконцентрированным образцом извлекали в течение 5 минут при температуре 195°С, на второй стадии термодесорбции образовавшуюся газовую смесь фокусировали в ловушке с последующим ее нагревом от - 10°С до 195°С. Разделение ЛОС осуществляли на капиллярной колонке с неподвижной фазой полистирол-дивинилбензол. В результате получили хроматограмму, рассчитали значения соотношений площадей пиков ЛОС: гексан / 2-пентанон - 36.66879; толуол / ацетон -0.02559; 1-пентанол / ацетон - 0,00000; пентаналь / 2-пентанон - 20.62422; диметил трисульфид / диметил дисульфид - 0,00000; нонаналь / 2,3-бутандион - 0.01586; гептан / аллил метил сульфид - 0.02376; 2-бутанон / 2-пентанон -2,20701; изопрен / ацетон - 0.54279; 1-метилтиопропан / ацетон - 0.00933; диметилсульфид / ацетон - 0.01218; ацетонитрил / ацетон - 0.30864. В результате обработки данных с применением классификационной модели обнаружили низкую вероятность рака легких.

Заключение: патологических процессов в легких пациента А. не выявлено.

На основании изложенного о проведенных исследованиях и приведенных примерах можно утверждать, что предлагаемый способ определения рака легкого обладает большей достоверностью, позволяющей выявлять рак легких у 88,4% пациентов с раком легких и выявлять отсутствие заболевания у 85,0% здоровых людей, анализ образца занимает меньше времени. По сравнению с прототипом достоверность среди пациентов с раком легких на 8,4% выше, а среди здоровых - на 1,0%.

Таким образом, предлагаемый способ новый, обладает преимуществами по сравнению с прототипом. За счет сокращения времени термодесорбции в два раза и уменьшения температуры на 55 градусов, при которой ее осуществляют, заявляемый способ является более экспрессным, менее энергоемким, что позволяет говорить о том, что заявляемая совокупность признаков является изобретением.

Способ диагностики рака легкого, включающий измерение уровней биомаркеров в образце выдыхаемого воздуха методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ-МС) с предварительным концентрированием летучих органических соединений в сорбционных трубках с сорбентом Tenax ТА, используя ГХ-МС систему, оснащенную двухстадийным термодесорбером, отличающийся тем, что на первой стадии термодесорбции летучие органические соединения из трубки с сконцентрированным образцом извлекают в течение 5 мин при температуре 195°С, на второй стадии термодесорбции образовавшуюся газовую смесь фокусируют в ловушке с последующим ее нагревом от - 10 до 195°С, разделение летучих органических соединений осуществляют на капиллярной колонке с неподвижной фазой полистирол-дивинилбензол, в качестве биомаркеров применяют соотношения площадей пиков летучих органических соединений, а именно: гексан : 2-пентанон, толуол : ацетон, 1-пентанол : ацетон, пентаналь : 2-пентанон, диметил трисульфид : диметил дисульфид, нонаналь : 2,3-бутандион, гептан : аллил метил сульфид, 2-бутанон : 2-пентанон, изопрен : ацетон, 1-метилтиопроан : ацетон, диметил сульфид : ацетон, ацетонитрил : ацетон, имеющих наибольшие коэффициенты корреляции, и используют их для создания классификационной модели с применением технологии искусственных нейронных сетей.