塵肺病呼氣篩查及早期預(yù)警的流程示意圖

塵肺病是當(dāng)前我國最嚴(yán)重的職業(yè)病，迄今國內(nèi)外均沒有針對塵肺纖維化的有效治療藥物和措施，只有通過早發(fā)現(xiàn)、早治療來遏制病情發(fā)展。目前大多數(shù)國家診斷塵肺病主要通過拍攝X線胸片或肺部CT，但由于塵肺病具有遲發(fā)性、潛伏期長等特點，所以利用醫(yī)學(xué)影像識別塵肺病的早期病變較為困難。

近期，我校職業(yè)健康研究院周福寶教授團(tuán)隊聯(lián)合美國猶他大學(xué)臧泠教授團(tuán)隊取得了對塵肺病變早期預(yù)警的重大突破，合作開發(fā)了塵肺病呼氣篩查及早期預(yù)警儀。2022年4月7日國際呼吸領(lǐng)域頂級期刊《Journal of Breath Research》在線發(fā)表了雙方團(tuán)隊的合作論文《Engineering solutions to breath tests based on an e-nose system for silicosis screening and early detection in miners》，介紹了此項研究的整體情況。近日，國家衛(wèi)生健康委《職業(yè)健康工作專刊》第5期也對此項工作進(jìn)行了報道。

此項研究的基本思路是：構(gòu)建仿生嗅覺系統(tǒng)、通過分析呼出氣體的成分來識別早期的肺部纖維化病變。依據(jù)的理論基礎(chǔ)是人體新陳代謝的部分產(chǎn)物在肺泡通過氣體交換出現(xiàn)在呼出氣體中，所以呼出氣體中的成分可反映機(jī)體代謝和病理狀況。

我校職業(yè)健康研究院還研發(fā)了塵肺病呼氣篩查及早期預(yù)警儀PNS-BA01，這是一款為礦工呼出氣成分監(jiān)測、塵肺病快速篩查和預(yù)警而研制的小型分析儀器。該儀器能采集分析人體呼出氣、建立礦工呼氣檔案、跟蹤個體呼氣數(shù)據(jù)并針對高危人群進(jìn)行預(yù)警。此儀器是便攜式儀器，配有防潮箱，易于布置在體檢車或是礦區(qū)內(nèi)使用。該產(chǎn)品結(jié)合了電子鼻、機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)預(yù)測等技術(shù)，已獲得多項國家發(fā)明專利、軟件著作權(quán)等。同時，該團(tuán)隊配套研發(fā)了具備主被動采樣、溫濕度監(jiān)控和調(diào)節(jié)、流量控制、自清潔功能的采樣及預(yù)處理模塊，為該技術(shù)的臨床應(yīng)用提供穩(wěn)定可靠的保障。考慮到大規(guī)模篩查應(yīng)用中顯著的個體差異性，該團(tuán)隊制定了呼出氣篩查前行為規(guī)范，提出采樣、檢測、分析技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化流程，以加強(qiáng)不同研究的對照可比性，提高篩查準(zhǔn)確率。

該預(yù)警儀首先應(yīng)用于山東黃金集團(tuán)職業(yè)病防治院體檢，共涉及398名肺部健康礦工和221名塵肺病變?nèi)巳海謩e構(gòu)建了診斷模型和早期病變辨識模型，早期病變辨識準(zhǔn)確率可達(dá)86.7%。為了加強(qiáng)模型的泛化能力，該團(tuán)隊采集了北京石龍醫(yī)院近400名塵肺病人的呼出氣圖譜，并開展了塵肺病分期探究，準(zhǔn)確率同樣在85%以上。

這項技術(shù)積極響應(yīng)了國家對研發(fā)職業(yè)病診斷新技術(shù)的號召，展現(xiàn)了近年來職業(yè)衛(wèi)生工程發(fā)展的新活力。該技術(shù)具有非侵入性、無損傷、取樣方便、可連續(xù)采樣等優(yōu)勢，應(yīng)用前景廣闊，為提升我國職業(yè)衛(wèi)生工程防護(hù)水平、推動“十四五”職業(yè)健康事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展發(fā)揮積極作用。

中國礦業(yè)大學(xué)職業(yè)健康研究院主要研究職業(yè)危害與職業(yè)病防控關(guān)鍵基礎(chǔ)理論和核心技術(shù)，針對職業(yè)健康面臨的重大科技難題，通過理、工、生、醫(yī)多學(xué)科交叉融合，形成“源頭消除+傳播阻隔+個體防護(hù)+診療康復(fù)”的“工醫(yī)融合型”研究思路，開展職業(yè)健康創(chuàng)新研究。這項技術(shù)積極響應(yīng)了國家對研發(fā)職業(yè)病診斷新技術(shù)的號召，展現(xiàn)了近年來職業(yè)衛(wèi)生工程發(fā)展的新活力。