本文首发于公众号「呼气试验」，此处为归档版本。
令人振奋的呼气分析新研究正在推动医学诊断科学的发展。
医学诊断科学可以追溯到古埃及人。尽管历史悠久，但诊断技术仍在不断发展。如今的方法包括分析血液、唾液和痰中的病毒、DNA 片段、蛋白质和脂质、组织、活检和专业成像。这些新的高科技方法与 30 年前医生所能使用的方法相比，可谓天壤之别。虽然它们能大大提高诊断的准确性和提前诊断时间，但仍远非完美。这些新技术可能很昂贵、具有侵入性且耗时。
如今，令人兴奋的新研究正在以一种全新的方法推动未来诊断的发展，这种方法可提供快速、无痛、直接的诊断：呼气分析有可能改变我们检测疾病的方式。
呼气分析方面的重要研究正在进行中，有望取得突破性创新。通过呼气分析，可以对癌症和糖尿病等多种疾病进行无创快速筛查。随着研究人员不断收集数据和完善技术，呼气所能告诉我们的信息将是无限的。
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呼气检测技术
基本问题包括：当某些化合物的含量仅为微量（低至十亿分之一）时，我们如何采集呼气样本并识别其中的成分？
一种方法是使用建立在共振频率概念上的表面声波（SAW）传感器。
声表面波设备是一种高科技的转向叉。和转向叉一样，它的谐振频率取决于其质量和长度。如果改变质量，就会改变谐振频率。
在特制的仪器中，用气相色谱法将呼气分离成各种气体。这些气体凝结在传感器上。这些凝结的气体会改变探测器的频率。因为它的工作频率很高，所以凝结在上面的一小块气体就能被探测到。
所以结合了声表面波分析和超快速气相色谱法的设备可以实现痕量气体的精确检测。
呼气样本被注入仪器，然后被分离成气体成分。色谱系统就好比使用日本弹子机按大小分离滚珠轴承。小的滚珠轴承会迅速通过钉床落到收集点；大的滚珠轴承则会缓慢地通过钉床。速度取决于轴承的大小。同样，在色谱法中，色谱柱的分离速度也取决于分子的大小。
分子越大，通过色谱柱的时间就越长。你会得到一系列与存在的化合物的保留时间相对应的峰值。知道了分子的保留时间，就可以查阅资料库，找出具有该保留时间的化合物。
这项技术的应用多种多样，从探测炸弹撞击位置到测量水污染，无所不包。
当有办法检测痕量浓度的化合物时，医学就是一个大有可为的领域。我们可以开发出健康人的呼气模式。如果病人的呼气与健康人的呼气模式不同，我们就可以推断出新陈代谢发生了某种变化，这可能是一种疾病。通过实验和临床试验已经证实，肺癌、乳腺癌、肺结核和其他疾病都可以通过呼气分析来识别。
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呼气检测新方法
研究人员正在寻找快速、无创的方法来筛查任何疾病。与血液化验和活组织检查等传统诊断方法相比，呼气分析的创伤性要小得多。
研究人员解释说，对于心肺移植患者，呼吸分析可以用来替代常规活检。当你接受心肺移植时，他们必须调整给你服用的药物，以抑制你的免疫系统。他们会定期进行组织活检，以了解肺部的情况。
呼气分析是一种无需进行组织活检就能看到是否存在免疫排斥反应的手段。
在检测癌症等疾病时，扫描和筛查通常需要昂贵的设备和专业操作人员，而且会使患者暴露在可能有害的电离辐射中。相比之下，呼气分析可以在医疗点进行，并能迅速得出结果。对于没有资源提供昂贵设备的国家和社区来说，这可能是一种更容易获得的替代方法。
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呼气检测疾病的巨大潜力
研究人员在呼气检测领域已经开展了大量工作，如今仍在继续。目前，已获批准的呼气分析应用包括幽门螺杆菌感染检测、细菌过度生长综合症、乳糖不耐受症和果糖不耐受症。
许多其他应用正在开发中，临床试验也在进行中。呼气分析研究的重点是哮喘、结肠直肠癌、肺癌、乳腺癌和肺结核等传染病。
败血症是医院里最棘手的情况之一。严重败血症患者中有三分之一会死亡。研究人员在急诊室进行了一项研究，对接受脓毒症乳酸测试的人进行了呼气检查，发现呼气结果与败血症最终诊断之间的相关性非常高，ROC 达到 85%。
通过呼吸机进行的定期呼气分析可用于预测败血症并改善患者预后。
虽然其中许多应用还处于概念化和测试的早期阶段，但前景是光明的。
呼气分析的潜力非常大。其中一个巨大的潜在价值是，当我们采集一个样本时，我们就能得到存在的所有化合物的情况。这意味着呼气分析最终可以提供有关体内情况的大量信息，例如新陈代谢的运行情况或药物对人体的影响。
研究人员收集的数据越多，呼气分析的应用就越广泛。随着这一领域研究的不断深入，未来的诊断技术正在形成。