Ин таҳқиқот як чаҳорчӯбаи ҳамгирошудаи ташхисиро меомӯзад, ки барои фарқ кардани ғайриинвазивии бемории музмини ҷигар (CLD) аз рӯйи пайвастагиҳои органикии идорашаванда дар нафас пешбинӣ шудааст ва хроматографияи газӣ-спектрометрияи массавӣ (GC-MS), ҳискунии газ бо нимноқили бар пояи нитриди индий (InN), намунагирии физиологии сеҳолата ва омӯзиши мошиниро муттаҳид мекунад. Ин чаҳорчӯба низоми таҳлилиест, ки ба ҷои такя ба консентратсияи як биомаркер истифодаи намунаи бисёрченакаи метаболикиеро ҳадаф мегирад, ки аз маҷмӯи якчанд VOC ба вуҷуд меояд. Муҳаққиқон аз зиёда аз 2000 VOC-и эҳтимолии нафас тақрибан 20 номзадро муайян карда, сипас бо GC-MS ва интихоби хусусиятҳо панели маҳдудтар сохтанд. Дар ҳоле ки сенсори бар пояи InN махсусан барои ошкоркунии аммиак тавсиф гардид, таснифкунии омӯзиши мошинӣ асосан бар хусусиятҳои сершумори VOC-и аз GC-MS гирифташуда анҷом дода шуд.

Мушкилии асосии таҳқиқот дар он аст, ки намунаҳои метаболикие, ки бемории музмини ҷигар ва тарзи ҳаёти камҳаракат ба вуҷуд оварда метавонанд, қисман ба ҳам мепӯшанд. Барои ҳалли ин масъала муҳаққиқон протоколи намунагирии сеҳолатаро, ки аз марҳилаҳои истироҳат, машқ ва барқароршавӣ иборат буд, татбиқ намуда, кӯшиш карданд биомаркерҳои аз фаъолияти кӯтоҳмуддати ҷисмонӣ сахт таъсиргирандаро аз биомаркерҳои устувортар ҷудо кунанд. Барои модели чорсинфае, ки бо таснифгари Random Forest ва равиши зиёдкунии додаҳо дар асоси DBSCAN/kNN сохта шуд, дақиқии умумӣ 0,86 ва AUC-и макро-миёна 0,96 гузориш шудааст. Барои синфи камҳаракат precision 0,92 ва recall 0,54 аст.

Бо вуҷуди ин, натиҷаҳо набояд ҳамчун далели қатъии самаранокии клиникӣ барои аҳолии васеъ тафсир шаванд. Намунаи воқеии ибтидоии гурӯҳи камҳаракат танҳо аз чор нафар иборат аст ва номувозинии синфҳо бо тавлиди намунаҳои синтетикӣ кам карда шудааст. Илова бар ин, дар матни манбаъ байни шумораи умумии иштирокчиён, баъзе шароити кори GC-MS ва тарзи баён шудани ҳадди ошкоркунии сенсор номувофиқиҳои дохилӣ мавҷуданд. Аз ин рӯ, таҳқиқот бештар ҳамчун чаҳорчӯбаи техникии таҷрибавӣ арзёбӣ мешавад, ки метаболомикаи нафас, сенсори физикӣ ва омӯзиши мошинии бисёртағйирёбандаро муттаҳид мекунад, на ҳамчун тасдиқи анҷомёфтаи як дастгоҳи сайёри ташхиси клиникӣ.

Чаро як биомаркери нафас метавонад кофӣ набошад?

Нафаси инсон метавонад зиёда аз 2000 пайвастагии органикии идорашаванда дошта бошад. Қисме аз ин молекулаҳо ҳамчун маҳсулоти ниҳоӣ ё иловагии мубодилаи энергияи ҳуҷайравӣ, мубодилаи аминокислотаҳо, мубодилаи липидҳо ва табдилоти биохимиявии ҷигар пайдо мешаванд. Аз ин рӯ, тағйирот дар фаъолияти ҷигар метавонанд аз нигоҳи назариявӣ “изи ангушти метаболикӣ”-и химиявиро ба вуҷуд оваранд, ки дар нафас ченшаванда аст.

Аммо як VOC танҳо ба як беморӣ хос нест. Аммиак метавонад бо ихтилолҳои давраи мочевинаи ҷигар алоқаманд бошад, дар ҳоле ки фаъолияти гурда, микробиотаи даҳон ва меъдаю рӯда низ метавонад ба аммиаки нафас таъсир расонад. Диметилсулфид (DMS) бо мубодилаи ҷигар алоқаманд аст, вале аз гигиенаи даҳон, фаъолияти микробӣ ва ғизо таъсир мегирад. Лимонен низ бо клиренси ҷигар алоқаманд арзёбӣ мешавад, аммо истеъмоли ахири ситрусӣ ё таъсири муҳити зист метавонад консентратсияро тағйир диҳад.

Изопрен намунаи махсусан муҳим аст. Дар таҳқиқот нишон дода шудааст, ки изопрен бо фаъолияти ҷисмонӣ ба таври назаррас тағйир меёбад. Аз ин рӯ, алоқаманд будани як VOC бо беморӣ маънои онро надорад, ки он танҳо ба худӣ худ маркери ташхисии боэътимод ва мустақил аз ҳолати физиологӣ мебошад.

Чаро намунагирии сеҳолата истифода шуд?

Ҳадафи протоколи сеҳолата ҷудо кардани сигналҳои муваққатии метаболикӣ, ки дар давраи истироҳат, машқ ва барқароршавӣ тағйир меёбанд, аз хусусиятҳои музмин ва устувортари метаболикӣ мебошад. Дар таҳқиқот иштирокчиён аввал бо суръати дил тақрибан 60–80 BPM истироҳат карданд, сипас бо машқи тақрибан дудақиқагии баромадан аз зинапоя ба диапазони 100–120 BPM расиданд ва дар охир пас аз тақрибан 15 дақиқа барқароршавӣ, вақте суръати дил боз ба сатҳи 60–80 BPM баргашт, намуна гирифта шуд.

Мантиқи таҳқиқот ин аст, ки VOC-е, ки танҳо фавран баъди машқ баланд мешавад, метавонад барои фарқгузории беморӣ боэътимод набошад. Аз ин рӯ, равиши Recursive Feature Elimination (RFE) барои муайян кардани хусусиятҳое истифода шуд, ки қобилияти фарқгузории худро дар ҳар се ҳолати физиологӣ нигоҳ медоранд.

Чаро изопрен танҳо ба худӣ худ кофӣ набуд?

Ҳангоми гузариш аз истироҳат ба ҳолати баъди машқ консентратсияи изопрен дар ҳамаи гурӯҳҳо ба таври назаррас зиёд шуд. Дар натиҷаҳои муқоисаҳои сершумори Dunn-и манбаъ байни гурӯҳҳои нисбатан дур, мисли Patients-B ва Athletes, фарқи қавӣ ёфт шуд, аммо муқоисаҳои душвортар, мисли Athletes-Sedentary, Patients-A-Sedentary ва Patients-A-Athletes, аз ҷиҳати оморӣ аҳамиятнок нестанд.

Бинобар ин, яке аз паёмҳои асосии таҳқиқот он аст, ки саволи “оё миёнаҳои гурӯҳӣ барои як биомаркер фарқ мекунанд?” метавонад барои ошкор кардани баъзе фарқиятҳои нозуки метаболикӣ кофӣ набошад.

Омӯзиши мошинӣ бар хилофи таҳлили яктағйирёбанда чиро ошкор кард?

Модели Random Forest ба ҷои арзёбии ҳар VOC ба таври алоҳида, намунаи бисёрченака ва ғайрихаттиеро истифода бурд, ки VOC-ҳо якҷоя ба вуҷуд меоранд. Мувофиқи мисоли консептуалии манбаъ, профили метаболикии камҳаракат шарт нест танҳо ҳамчун “VOC-A баланд аст” таъриф шавад; омезиши сатҳҳои паст, миёна ё баланди VOC-ҳои гуногун метавонад фарқкунанда бошад. Қабати омӯзиши мошинии таҳқиқот маҳз ҳамин намунаи муштаракро ҳадафи ошкоркунӣ қарор медиҳад.

Ташаккули панели VOC-и нафас

Муҳаққиқон аввал аз додаҳои клиникии GC-MS ва адабиёт тақрибан 20 биомаркери номзадро интихоб карданд. Пайвастагиҳое чун толуол ва бензол, ки ба таъсири муҳити зист ҳассосанд, инчунин баъзе хусусиятҳое, ки дар гурӯҳҳои гуногуни додаҳо ноустуворӣ нишон доданд, хориҷ карда шуданд. Дар таҳлилҳои минбаъда аммиак, ацетон, изопрен, DMS ва лимонен дар байни пайвастагиҳои марказӣ қарор доштанд.

Дар панели GC-MS изопрен, DMS ва лимонен бо стандартҳои таҳлилӣ тасдиқ шуданд. Чор хусусияти дигар бошад, мувофиқи спектри массавӣ ва рафтори ретенсионӣ муваққатан ҳамчун Feature 1–4 нигоҳ дошта шуданд. Манбаъ ин чор сигналро ҳамчун ҳувиятҳои қатъии химиявӣ пешниҳод намекунад; бо вуҷуди мувофиқатҳои NIST махсус таъкид мешавад, ки онҳо “putative”, яъне хусусиятҳои метаболикии муваққатӣ/эҳтимолӣ мебошанд.

Механизми метаболикӣ: гликолиз, asetil-CoA ва роҳи мевалонат

Таҳқиқот робитаи фаъолияти ҷисмонӣ ва изопрени нафасро тавассути мубодилаи энергия баррасӣ мекунад. Глюкоза дар ҷараёни гликолиз ба пируват табдил меёбад; пируват баъдан ба тавлиди asetil-CoA саҳм мегузорад. Asetil-CoA аз як тараф дар давраи митохондриявии Krebs ва фосфорилонии оксидативӣ барои тавлиди энергия истифода мешавад ва аз тарафи дигар метавонад ба роҳи мевалонат ворид шавад.

Дар роҳи мевалонат аз asetil-CoA HMG-CoA ва мевалонат ҳосил мешаванд. Дар марҳилаҳои минбаъдаи фосфорилонӣ ATP масраф мешавад ва ба маҳсулоти миёна, аз ҷумла изопентенил пирофосфат (IPP), расида мешавад. Сипас роҳ метавонад ба самти тавлиди изопрен ё синтези сквален ва холестерин ҷудо шавад. Аз ин рӯ, тағйир додани талаботи ATP ва динамикаи гардиш аз ҷониби фаъолияти ҷисмонӣ метавонад ба консентратсияи изопрен низ таъсир расонад.

Ин механизм дар таҳқиқот барои шарҳ додани он истифода мешавад, ки чаро фарқиятҳои метаболикӣ байни шахсони камҳаракат ва варзишгарони фаъол метавонанд тафсири тағйироти VOC-и вобаста ба бемории ҷигарро душвор созанд.

Асоси физикии кори сенсори InN

Қабати сахтафзории таҳқиқот сенсори нимноқилии бар пояи нитриди индий (InN) мебошад. Муҳаққиқон қабати ҷамъшавии электронии зичии баландро дар сатҳи InN ҳамчун канали гузаронандае истифода мебаранд, ки ба тағйироти хурди потенсиали сатҳӣ ҳассос аст. Диаграммаи бандҳои энергетикии дар манбаъ додашуда робитаи байни хамшавии бандҳо дар сатҳи InN ва ин қабати ҷамъшавии электрониро нишон медиҳад.

Дар сатҳи ошкоркунӣ қабати каталитикии дорои платина истифода шудааст. Манбаъ инчунин қабати равғани силикониро ҳамчун қабати гузаронандагии интихобӣ барои ҷудо кардани аммиак аз халалрасонии ацетони консентратсияи баланд меомӯзад.

Интихобнокии аммиак-ацетон

Дар 0,7 ppm аммиак ҷавоби сенсори бе рӯйпӯш тақрибан %25 буд ва пас аз рӯйпӯши равғани силиконӣ то тақрибан %20 коҳиш ёфт, аммо ҷавоби равшан нигоҳ дошта шуд. Барои ацетон дар ҳамон консентратсия гузориш шудааст, ки ҷавоби тақрибан %14-и сенсори бе рӯйпӯш бо равғани силиконӣ ба зери %5 фаромад. Манбаъ ин натиҷаро бо гузаронандагӣ/диффузияи баландтар барои аммиак ва пасттар барои ацетон дар равғани силиконӣ алоқаманд мекунад.

Ҷавоби сенсори InN-и рӯйпӯшшуда бо платина ба аммиак

Манбаъ дар Table 1 барои шаш консентратсияи аммиак дар ҳарорати кори 200 °C тағйироти нисбии ҷараён, тағйироти мутлақи ҷараён, вақти ҷавоб ва вақти барқароршавиро гузориш мекунад.

Бо афзоиши консентратсия аз 0,2 ppm то 10 ppm тағйироти нисбии ҷараён аз %7,5 то %37 зиёд мешавад. Дар муқобил, вақти ҷавобе, ки ҳамчун I10%→I90% таъриф шудааст, аз 2730 сония то 1230 сония кам мешавад. Вақти барқароршавӣ бошад, тақрибан дар ҳудуди 3100–3400 сония мемонад. Ин додаҳо нишон медиҳанд, ки сенсор дар консентратсияҳои паст ҷавоби ченшаванда медиҳад, аммо вақти ҷавоб ва махсусан вақти барқароршавӣ кӯтоҳ нест.

GC-MS ва десорбсияи гармӣ

Намунаҳои нафас дар халтаҳои аз ҷиҳати химиявӣ инертии Tedlar бо ҳаҷми 5 L ҷамъоварӣ шуда, дар найчаҳои адсорбентӣ мутамарказ ва бо низоми PerkinElmer GC-MS ва десорбери худкори гармии TurboMatrix 300 таҳлил шуданд. Ҳамчун гази интиқолдиҳанда гелий бо тозагии %99,9995 ва сутуни капиллярии қутбии Elite 624 гузориш шудааст.

Дар бахши методи манбаъ барои шароити GC-MS ду маҷмӯи гуногуни параметрҳо мавҷуданд. Дар як тавсиф ҳарорати ибтидоӣ дар 35 °C барои 5 дақиқа нигоҳ дошта шуда, бо суръати 7 °C/дақ то 90 °C ва сипас бо 30 °C/дақ то 220 °C баланд карда шудааст; диапазони m/z 20–300 дода шудааст. Зербахши дигар барномаро аз мувозинаткунии 2-дақиқаӣ дар 40 °C оғоз карда то 200 °C идома медиҳад ва диапазони m/z 22–250-ро гузориш мекунад. Азбаски ин ду тавсиф дар манбаъ ба ҳам мувофиқ карда нашудаанд, дар ин ҷо низ ҷудогона нигоҳ дошта мешаванд.

Аммиак аз сабаби маҳдудиятҳои диапазони массаи поёнии GC-MS бо анализатори мустақили хемилюминессентии аммиаки Model T201 чен карда шудааст. Манбаъ ҳадҳои LOD ва LOQ-и GC-MS-ро мутаносибан ҳамчун таносуби сигнал/садо аз 3 ва 10 боло таъриф мекунад.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Иштирокчиён ва сохтори гурӯҳ

Дар бахши натиҷаҳои манбаъ ҳамагӣ 67 иштирокчӣ гузориш шудааст. Беморони ҷигар 30 нафар мебошанд; гурӯҳи солим/фаъол 33 нафар нишон дода шудааст ва гурӯҳи назоратии камҳаракат низ ҳамчун n=4 дода шудааст. Гурӯҳи беморон мувофиқи таснифи Child-Pugh ба Class A-и барвақттар/компенсатсияшуда ва Class B/C-и пешрафта/декомпенсатсияшуда ҷудо шудааст.

Иштирокчиёни камҳаракат бар асоси пурсишномаҳои тарзи ҳаёт, бо меъёрҳое чун зиёда аз ҳашт соат нишастан дар рӯз ва набудани машқи мунтазами ҷисмонии шиддати миёна-баланд интихоб шудаанд. Аз танҳо чор нафар иборат будани ин гурӯҳ яке аз муҳимтарин маҳдудиятҳо дар тафсири таҳлилҳои минбаъдаи омӯзиши мошинӣ мебошад.

Номувофиқии шумораҳо дар дохили манбаъ: гарчанде дар як ҷои бахши метод ибораи “63 иштирокчӣ” истифода мешавад, дар ҳамон ҷо 30 бемор, 33 варзишгар ва 4 шахси камҳаракат номбар мешаванд; ҷамъ 67 мешавад. Бахши натиҷаҳо ва ҷараёни кори омӯзиши мошинӣ низ n=67-ро истифода мебаранд. Аз ин рӯ, рақамҳои 63 ва 67 дар дохили манбаъ пурра мувофиқ нестанд.

Ҷараёни кори омӯзиши мошинӣ

Додаҳои хом аввал барои кам кардани тағйирёбии пасзаминаи дастгоҳӣ тоза ва аз рӯйи консентратсияҳои гази ҳадаф нормализатсия шуданд. Дар шарҳи Figure 6-и манбаъ 67 намуна ба 53 намунаи омӯзишӣ ва 14 намунаи тестӣ ҷудо шудааст.

Номувозинии синфҳо махсусан барои гурӯҳи камҳаракат хеле бузург аст. Муҳаққиқон ба ҷои SMOTE-и стандартӣ бо DBSCAN минтақаҳои зичӣ ва арзишҳои эҳтимолии берунаро ҷудо карда, сипас дар атрофи нуқтаҳои боэътимоди ядроӣ намунаҳои синтетикии бар пояи kNN сохтанд. Ҳадаф кам кардани таҳрифи аз ҳад зиёди гурӯҳи ақаллияти n=4 тавассути интерполятсияҳои тасодуфӣ мебошад.

Ин намунаҳои синтетикӣ иштирокчиёни воқеии нав нестанд. Онҳо намунаҳоеанд, ки барои мувозинат кардани тақсимоти омӯзишии модел ба таври математикӣ сохта шудаанд. Аз ин рӯ, ҳангоми тафсири самаранокии модел андозаи воқеии намунаи биологӣ бояд аз намунаи омӯзишии зиёдшуда ҷудо карда шавад.

Самаранокии чорсинфаи Random Forest

Яке аз ҷузъиёти муҳимтарини ин ҷадвал он аст, ки барои синфи камҳаракат precision 0,92 бошад ҳам, recall танҳо 0,54 аст. Ба ибораи дигар, қисми зиёди намунаҳое, ки модел ҳамчун “камҳаракат” нишон додааст, дурустанд, вале он қисми муҳими намунаҳои воқеии камҳаракатро ошкор карда натавонист. Precision ва recall як мафҳум нестанд; precision-и баланд худ аз худ маънои ҳассосияти баландро надорад.

Матритсаи иштибоҳ дар маҷмӯи тест

Дар маҷмӯи тест аз ду намунаи воқеии камҳаракат яке дуруст тасниф шуда, дигаре ҳамчун варзишгар тасниф шудааст. Манбаъ ин намунаи натиҷаҳоро ҳамчун хулосаи аз нигоҳи биологӣ қобили қабул тафсир мекунад, ки мушкилии асосии фарқгузорӣ байни фенотипҳои “солим-камҳаракат” ва “солим-фаъол” ҷой дорад.

Визуализатсияи t-SNE чиро нишон медиҳад?

t-SNE барои кам кардани хусусиятҳои баландченакаи VOC ба фазои визуалии дученака истифода шудааст. Дар Figure 13 дида мешавад, ки намунаҳои варзишгар, Class A, Class B ва камҳаракат дар минтақаҳои гуногуни фазоӣ гурӯҳбандӣ шудаанд. Намунаҳои камҳаракат дар мавқеи ҷудо аз кластерҳои варзишгарон ва беморон нишон дода мешаванд.

Аммо набояд фаромӯш кард, ки t-SNE дар ин ҷо воситаи визуализатсия аст. Намуди кластери дученака худ аз худ далели валидацияи мустақили клиникӣ ё сабабият нест; самаранокии тасниф бояд бо маҷмӯи тест ва дигар меъёрҳо якҷоя арзёбӣ шавад.

Муқоисаи FID-и намунаҳои синтетикӣ

Манбаъ арзиши пасттари FID-ро ҳамчун нишондиҳандаи он тафсир мекунад, ки тақсимоти додаҳои бо DBSCAN+kNN сохташуда ба тақсимоти додаҳои аслӣ наздиктар аст. Бо вуҷуди ин, монандии FID маънои онро надорад, ки намунаҳои синтетикӣ ченкуниҳои нави воқеии инсонанд ва зарурати валидацияи берунаи гурӯҳи ибтидоии n=4-ро аз байн намебарад.

Лимонен, DMS ва панели устувори VOC

Пас аз намунагирии сеҳолата ва RFE, лимонен ва DMS ҳамчун хусусиятҳое муҳокима мешаванд, ки байни гурӯҳҳои солими варзишгар ва камҳаракат фарқи аҳамиятнок нишон намедиҳанд, аммо бо вазнинии беморӣ ҷудошавии равшантар доранд. Чор хусусияти аз ҷиҳати физиологӣ устувортаре, ки дар Figure 12 нишон дода шудаанд, низ ҳангоми санҷиши алоҳида гурӯҳҳои варзишгар ва камҳаракатро ба таври аҳамиятнок ҷудо намекунанд.

Ин нукта дар маркази асосноккунии омӯзиши мошинии таҳқиқот қарор дорад: вақте хусусиятҳои алоҳида фарқгузории кофӣ намедиҳанд, намунаи ғайрихаттие, ки онҳо якҷоя ба вуҷуд меоранд, метавонад аз ҷониби таснифгар истифода шавад.

Сенсори аммиак ва модели омӯзиши мошинӣ як манбаи дода надоранд

Дар таҳқиқот як фарқияти муҳим вуҷуд дорад, ки бояд махсус нигоҳ дошта шавад. Сенсори InN барои тасдиқи ошкоркунии физикии газҳои асосии мушаххас, мисли аммиак, истифода мешавад. Баръакс, модели кунунии таснифи AI бо панели сершумори VOC, ки аз таҳлили фарогири GC-MS гирифта шудааст, омӯзонида шудааст. Аз ин рӯ, таҳқиқот набояд ҳамчун “сенсори InN танҳо ба худӣ худ чор гурӯҳро тасниф кард” тафсир шавад.

Манбаъ инчунин хабар медиҳад, ки ҳарчанд аммиак нишондиҳандаи муҳими бемории ҷигар аст, барои фарқ кардани гурӯҳҳои солими камҳаракат ва фаъол бо ҳалли баланд кофӣ нест ва аз ин рӯ дар таснифи марбут ба ҳалли баланд ба панели серхусусияти фарқкунандаи бештар аҳамият дода шудааст.

Ифодаҳои ҳадди ошкоркунӣ дар дохили манбаъ

Дар бораи ҳадди ошкоркунӣ низ дар дохили манбаъ ифодаҳои гуногун мавҷуданд. Бахшҳои хулоса ва натиҷаҳо арзиши LOD-и аммиакро аз 0,2 ppm камтар гузориш мекунанд, дар ҳоле ки қисми дигари бахши метод барои тағйирдиҳии Pt-AlN ибораи аз 0,7 ppm камтар-ро истифода мебарад; дар бахши тавсифи сенсори натиҷаҳо бошад, бо қабати тақрибан 10 nm Pt <1 ppm гуфта мешавад. Пасттарин консентратсияи ошкоро ченшуда дар Table 1 0,2 ppm аст. Аз ин рӯ, ин ифодаҳо дар ин ҷо ба як рақами ягонаи қатъии LOD табдил дода нашудаанд.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

Манбаъ нишон медиҳад, ки сенсори бар пояи Pt/InN дар сатҳи sub-ppm ба аммиак ҷавоби ченшаванда медиҳад; қабати равғани силиконӣ ҳангоми ба таври назаррас кам кардани ҷавоб ба ацетон қисми муҳими ҷавоби аммиакро нигоҳ медорад; изопрени аз фаъолияти ҷисмонӣ таъсирёфта танҳо ба худӣ худ барои фарқ кардани гурӯҳҳои нозук кофӣ нест; ва модели Random Forest, ки намунаи муштараки якчанд VOC-ро истифода мебарад, дар таснифи чорсинфа AUC-и макро-миёна 0,96 ва accuracy умумии 0,86 медиҳад.

Таҳқиқот инчунин барои синфи камҳаракат бо n=4 precision 0,92 ва recall 0,54 гузориш мекунад ва пешниҳод менамояд, ки намунаи бисёртағйирёбандаи метаболикии ин синф метавонад маълумотеро дошта бошад, ки дар таҳлилҳои яктағйирёбанда дида намешавад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

Ин пажӯҳиш исбот намекунад, ки имрӯз бемории музмини ҷигарро танҳо бо дамидан ба таври боэътимод дар клиника ташхис кардан мумкин аст. Таҳқиқот валидацияи клиникии маҳсулоти сайёри омодаи бисёргазӣ нест. Сахтафзори кунунии InN тамоми панели VOC-ро ҳамзамон чен намекунад; муҳаққиқон рушди массиви сенсорҳои бисёрмаводро ҳамчун кори оянда муайян мекунанд.

Таҳқиқот инчунин нишон намедиҳад, ки гурӯҳи камҳаракат аз чор нафар тамоми аҳолии камҳаракатро намояндагӣ мекунад. Зиёдкунии синтетикии додаҳо гуногунии биологиеро, ки когорти мустақил ва калонтарини клиникӣ таъмин мекунад, иваз намекунад. AUC ва дигар нишондиҳандаҳои самаранокии гузоришшуда бояд дар заминаи маҷмӯи додаҳо ва тарҳи таҳлилии ҳамин таҳқиқот арзёбӣ шаванд.

Нуктаҳое, ки дар дохили худи манбаъ диққат мехоҳанд

Шумораи умумии иштирокчиён дар ҷойҳои гуногун 63 ва 67 оварда шудааст. Барои барномаи ҳароратии GC-MS ва диапазони сканкунии m/z ду маҷмӯи ҷудогонаи параметрҳо дода шудааст. LOD-и аммиак низ дар бахшҳои гуногун ҳамчун <0,2 ppm, <0,7 ppm ва <1 ppm ифода мешавад. AUC бошад, дар заминаҳои гуногун 0,95 ва макро-миёнаи 0,96 гузориш шудааст. Баъзе аз ин фарқиятҳо метавонанд таърифҳои гуногуни таҳлил ё самаранокиро инъикос кунанд; аммо манбаъ ҳамаи онҳоро ба як маҷмӯи ягонаи мутобиқи параметрҳо ошкоро ҳамоҳанг намекунад. Аз ин рӯ, матни Verianla ин фарқиятҳоро пинҳон намекунад.

Самти таҳқиқоти оянда

Муҳаққиқон махсусан васеъ кардани когорти камҳаракат, афзоиши қувваи оморӣ ва умумиятпазирӣ ва интиқоли панели устувори VOC-и бо GC-MS муайяншуда ба массиви сенсорҳои бисёрмаводро ҳамчун ҳадафҳои оянда нишон медиҳанд. Ҳадафи ниҳоӣ пеш рафтан ба платформаи хурдкардашуда ва сайёри мониторинги нафас аст, ки якчанд VOC-ро дар як дастгоҳ ошкор карда метавонад.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Унвони аслӣ: AI Framework Integrated with InN Gas Sensing to Distinguish Sedentary Metabolic Fingerprints from Chronic Liver Disease

Муаллифони дар PDF-и манбаъ зикршуда: Tsung Ming Chao; Rakesh Kumar Patnaik; Yu Chen Lin; Ming-Chih Ho; Zhe Liang Yeh.

Муассисаҳо: Institute of NanoEngineering and MicroSystems, National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan; Department of Surgery, National Taiwan University Hospital, Taipei, Taiwan.

Маҷалла: AI Sensors.

Ношир: MDPI.

Ҷилд/шумора/мақола: 2026, 2(2), 6.

DOI: 10.3390/aisens2020006.

Ирсол: 31 декабри 2025. Бознигарӣ: 23 апрели 2026. Қабул: 11 майи 2026. Нашр: 21 майи 2026.

Навъи манбаъ: Мақолаи таҳқиқотии баррасишуда / Feature Paper.

Иҷозатнома: Дастрасии кушода; Creative Commons Attribution (CC BY).

Ахлоқ: Таҳқиқот аз ҷониби National Taiwan University Hospital Institutional Review Board тасдиқ шудааст. Манбаъ ду рамзи протоколро медиҳад: 201810051RINC ва 201912138RINB. Гуфта мешавад, ки аз иштирокчиён розигии огоҳона гирифта шудааст.

Дастрасии додаҳо: Гузориш шудааст, ки додаҳоро бо дархост аз муаллифи масъул гирифтан мумкин аст, аммо бинобар маҳдудиятҳои махфият ва ахлоқӣ барои ҳама боз нестанд.

Маблағгузорӣ: Taiwan National Science and Technology Council, NSTC-113-2221-E-007-061-MY3.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон набудани бархӯрди манфиатҳоро гузориш мекунанд.

Саҳми муаллифон: Консептуализатсия R.K.P. ва Y.C.L.; метод ва нармафзор R.K.P.; валидация, таҳқиқ, куратсияи додаҳо ва тарҳи аввал T.M.C.; захираҳо M.-C.H.; назорат, идоракунии лоиҳа ва ҷалби маблағгузорӣ Z.L.Y. гузориш шудаанд.

Изҳороти истифодаи зеҳни сунъӣ: Манбаъ мегӯяд, ки Tsung Ming Chao барои беҳтар кардани забон ва хонданбобии мақола Gemini 3-ро истифода бурдааст; баъдан мундариҷаро баррасӣ ва таҳрир карда, масъулияти мундариҷаи нашршударо ба уҳда гирифтааст.

Огоҳии библиографӣ: Дар PDF-и боршуда муаллифи охирин “Zhe Liang Yeh” нишон дода мешавад, дар ҳоле ки феҳристи ҷории шумораи MDPI зери ҳамон DOI номи “J. Andrew Yeh”-ро нишон медиҳад. Ин фарқ бояд ҳамчун номувофиқии библиографии ҳалнашуда байни манбаъҳо нигоҳ дошта шавад.

Маҳдудияти асосии методологӣ: Андозаи воқеии ибтидоии гурӯҳи камҳаракат n=4 аст. Модел номувозинии синфҳоро бо тавлиди намунаҳои синтетикӣ дар асоси DBSCAN/kNN кам мекунад. Ин раванд иштирокчиёни нави биологӣ эҷод намекунад ва ҷойгузини валидацияи мустақили когорти калон нест.

Огоҳии иловагии мутобиқати дохилии манбаъ: Дар PDF байни бахшҳои гуногун дар шумораи умумии намунаҳо, барномаи кори GC-MS, диапазони m/z ва тарзи баён шудани LOD-и сенсори аммиак номувофиқиҳо мавҷуданд. Дар матни Verianla ҳеҷ яке аз ин арзишҳо худсарона ҳамчун “дуруст” қабул нашудааст.