Nghiên cứu mũi điện tử dò tìm bệnh

George Preti, nhà khoa học  ở Trung tâm Giác quan hóa học Monell ở Philadelphia, cho biết:  trong tương lai không xa chúng ta có thể chẩn đoán sớm và dễ dàng các bệnh lý chỉ bằng cách… ngửi mùi!

Mới đây, các nhà nghiên cứu nghiên cứu thành công bước đầu một thiết bị ngửi mùi hoạt động hiệu quả như chụp X quang khối u ngực và nhiều thiết bị dò tìm bệnh khác bằng mùi.

Lịch sử từng ghi nhận nhiều trường hợp các bác sĩ ngửi mùi hơi thở, nước tiểu, phân và những chất dịch khác của cơ thể bệnh nhân để chẩn đoán bệnh. Người ta cho rằng bệnh sốt vàng da có mùi tương tự như mùi của cửa hiệu bán thịt, bệnh suy thận bốc ra mùi cá sống, bệnh thương hàn có mùi như bánh mì nướng, hơi thở của người bệnh đái tháo đường có mùi như acetone (chất thuốc rửa sơn móng tay của phụ nữ)!

Một thí nghiệm mới đây cũng giúp chứng minh rằng cơ thể người bệnh sẽ toát ra mùi khó chịu đặc trưng. Một nhóm nghiên cứu do nhà khoa học Mats Olsson Viện Karolinska ở Stockholm (Thụy Điển) lãnh đạo cho 8 người tình nguyện mặc áo sơ mi bó sát - trong đó 4 người được tiêm giả dược (placebo), 4 người còn lại được tiêm hóa chất gây ra cho họ phản ứng giống như cúm nhẹ. Một tháng sau, tất cả 8 người tình nguyện trở lại và được tiêm loại dung dịch khác.

Cuối cùng, những chiếc áo sơ mi được thu hồi và phần vải dưới vùng nách của những người tình nguyện được cắt ra cho vào những bình nhựa để nhóm nhà khoa học phân tích các dạng mùi. Kết quả mà Mats Olsson đưa ra là nhóm 4 người có bệnh sẽ phát ra mùi khó chịu hơn.

Mặc dù thừa nhận nghiên cứu - được công bố trên tờ Psychological Science - còn giới hạn song Olsson tin tưởng rằng cơ thể người bệnh thường sẽ phát ra một "tín hiệu" hóa học để cảnh báo những người khác về một bệnh lây nhiễm nào đó, hoặc nhằm "ra hiệu" là bản thân mình cần được giúp đỡ.

Đối với Mats Olson, thông điệp từ nghiên cứu của ông là con người có thể đánh hơi được bệnh tình của mình từ rất sớm, trước khi mùi cơ thể chuyển biến thành mùi "cửa hiệu bán thịt" hay mùi "cá sống". Đối với bệnh ung thư, phát hiện sớm là điều quan trọng nhưng các triệu chứng thường không bộc lộ ra ngoài cho đến khi bệnh tiến triển xấu.

George Preti giải thích: Các tế bào ung thư rất khác với các tế bào khỏe mạnh bình thường do đó cũng phát ra thành phần hóa học khác, một mùi đặc trưng khác. Mũi người khó có thể đánh hơi được mùi nhưng những con chó đã qua huấn luyện có thể xác định được mùi của nhiều loại ung thư cũng như bệnh đái tháo đường chính xác hơn nhiều. Con người có chừng 5 triệu cơ quan thụ cảm mùi, trong khi loài chó có đến 300 triệu cơ quan như thế.

Hiện, giáo sư George Preti đang cộng tác với Trung tâm Chó Penn Vet (gọi tắt là Penn Vet), nơi huấn luyện 4 con chó dò tìm mô báo hiệu ung thư buồng trứng.

Con chip quang phổ kế của công ty Owlstone - trái tim của công nghệ e-nose.

George Preti cho biết, chó có thể ngửi mùi tìm bệnh chính xác đến hơn 90%. Tuy nhiên, 4 con chó của Penn Vet không được huấn luyện để phục vụ khoa bệnh ung thư trong các bệnh viện mà giúp Preti xác định "tín hiệu mùi" đặc trưng của bệnh ung thư buồng trứng. Sau khi "tín hiệu mùi" của ung thư buồng trứng được chuyên gia 4 chân xác định, đồng nghiệp của Preti là Charlie Johnson sẽ sử dụng nó để lập trình cho bộ cảm biến trong thiết bị gọi là "mũi điện tử" hay "e-nose".

E-nose của Charlie Johson mô phỏng các cơ quan thụ cảm trong mũi con người với hàng trăm ống carbon nano trong đó mỗi ống được gắn một sợi ADN. Các sợi ADN này sẽ biến hỗn hợp các hóa chất trong không khí thành tín hiệu điện tử. Khi phát triển thành công, thiết bị của Charlie Johnson sẽ được ứng dụng tại các bệnh viện.

Martin Strauch, giáo sư Đại học Konstanz ở Đức, cũng đang nghiên cứu loại e-nose tương tự như râu loài ruồi để dò mùi bệnh ung thư.

Công ty Menssana của Mỹ cũng đang thử nghiệm một thiết bị gọi là BreathLink được thiết kế để tầm soát bệnh ung thư vú qua hơi thở của người tình nguyện. Kết quả thử nghiệm cho thấy BreathLink có sức mạnh chẩn đoán như chụp X quang nhưng an toàn hơn cho bệnh nhân. BreathLink cho ra kết quả chỉ trong vòng 10 phút thay vì 2 tuần như khi chụp X quang.

Bác sĩ Roy Lalisang, người thử nghiệm BreathLink tại Trung tâm Y khoa Đại học Maastricht ở Hà Lan, tuyên bố BreathLink cần được thí  nghiệm tiếp tục song thiết bị có thể sẵn sàng để phục vụ bệnh nhân trong vài năm nữa. Ngoài ra, BreathLink cũng có thể được sử dụng để dò tìm bệnh lao.

Bác sĩ Krishna Persaud ở Đại học Manchester cũng đang thí nghiệm loại e-nose độc đáo dùng để theo dõi các bệnh nhân bỏng nặng dò tìm sớm những dấu hiệu nhiễm trùng. Nếu thiết bị của Krishna Persaud phát hiện ra "mùi khó chịu", các bác sĩ sẽ phản ứng ngay lập tức thay vì phải chờ đợi 3 ngày để có được kết quả phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm!

Không chỉ nhằm phục vụ trong các bệnh viện, các nghiên cứu còn mong muốn biến e-nose thành các công cụ chẩn đoán dễ sử dụng tại nhà và thậm chí… có thể mang theo bên người như chiếc điện thoại di động! Với sự phát triển ngày càng tinh xảo của điện thoại di động - một số mẫu mới nhất có tích hợp tính năng cảm biến nhiệt độ và hơi ẩm - các công ty công nghệ hy vọng trong tương lai mọi người có thể thổi hơi vào điện thoại để kiểm tra sức khỏe, bệnh tật.

E-nose không chỉ ngửi mùi tầm soát bệnh mà còn có nhiều ứng dụng thực tế khác như là dò tìm sự hư hỏng của dược phẩm, khí độc hay vũ khí hóa học, mức độ ô nhiễm trong thực phẩm và thức uống, những hóa chất không mong muốn trong tiến trình xử lý dầu thô, chất thải công nghiệp, v.v…