البروفيسور حسام حايك من كلية الهندسة الكيميائية، الذي طور تقنية مبتكرة لتشخيص طبي بناء على التنفس، ينشر دراسة دولية الأول في المجال في هذا الصدد

البروفيسور حايك، وهو بروفيسور في التخنيون يترأس ثلاثة مؤسسات أوروبية كبيرة. حاز على منح وجوائز رفيعة كثيرة، بما في ذلك منحة التميز على اسم ماري كوري

وصل الى موقع العرب بيان من معهد التخنيون، جاء فيه: "البروفيسور حسام حايك من كلية الهندسة الكيميائية في التخنيون، الذي طور تقنية مبتكرة لتشخيص طبي بناء عن طريق النفس، قاد دراسة دولية لم يسبق لها مثيل والتي شملت 1404 مشتركا. النظام الذي طوره فريق بحث البروفيسور حايك قادر على تشخيص الأمراض بمعدل دقة 86٪".

وأضاف البيان: "البروفيسور حسام حايك من كلية الهندسة الكيميائية، الذي طور تقنية مبتكرة لتشخيص طبي بناء على التنفس، ينشر دراسة دولية الأول في المجال في هذا الصدد. الدراسة، التي أجريت ضمن أطروحة الدكتوراه الخاصة بالدكتور مراد نخلة بالتعاون مع 56 باحثين آخرين، في خمسة بلدان وبمساهمة 1،404 متطوعين, من مرضى ومعافين ، تبحث 17 من الأمراض المختلفة الغير مرتبطة ببعضها".

وتابع البيان: "يقدم باحثو التخنيون في هذا المقال أول دليل علمي لفرضية عمرها 2400 سنة، التي تدعي أن اختبارات التنفس يمكن أن توفر معلومات هامة عن الحالات الصحية، ويؤكدون صحة الفعالية الطبية للتكنولوجيا التشخيصية التي طورها الفريق. هذه التكنولوجيا تمكن من تشخيص وتصنيف الأمراض بطريقة أسرع وأوفر، استنادا إلى "شم" نفس المريض من خلال أنظمة الاستشعار المتقدمة والذكاء الاصطناعي".

وجاء في البيان: "تشخيص اضطرابات صحية على أساس المواد المنبعثة من الجسم هو توجه قديم الموثق في زمن الإغريق"، يوضح البروفيسور حايك ، "والنفس هو مادة ممتازة لتشخيص الأمراض. وذلك لأنه متوفر من دون الحاجة إلى إجراءات اجتياحيه وإجراءات مزعجة، ليس خطيرا ويمكن أخذ عينات مرات متكررة إذا لزم الأمر. في الماضي عرضت تقنيات التشخيص المبنية على عينات التنفس، ولكن حتى الآن لم يطرح أي دليل علمي أن الأمراض المختلفة والغير مرتبطة ببعضها تتميز ببصمات مختلفة من المواد الكيميائية في النفس. بالإضافة إلى ذلك، فان التقنيات المتقدمة حتى الآن لتشخيص هذا النوع يقتصر على تشخيص عدد محدود من الاضطرابات الصحية ولا تفرق بين أنواع مختلفة ومستقلة من الامراض".

وأضاف البيان: "الدراسة الحالية ضمت 17 أمراض مختلفة: سرطان الرئة وسرطان الامعاء الغليظة، سرطان الرأس والرقبة، سرطان المبيض، سرطان المثانة، سرطان البروستاتا، سرطان الكلى، سرطان المعدة، داء كرون والتهاب الأمعاء التقرحي، متلازمة الأمعاء الهيوجة (الأمعاء العصبية)، الباركنسون (نوعين)، التصلب اللويحي، ارتفاع ضغط الدم الرئوي، تسمم الحمل وأمراض الكلى المزمنة. تم جمع العينات بين كانون ثاني 2011 وحزيران 2014 من -1404 مشترك في 14 قسم في 9 مراكز طبية في 5 دول: إسرائيل، فرنسا، الولايات المتحدة الأمريكية، لاتفيا والصين. وهذا بالطبع وفقا لبروتوكول لجنة الأخلاقيات وموافقة المشاركين.
بالإضافة الى تحليل العينات بواسطة التكنولوجيا الحديثة ، تمت أيضا دراسة تركيبتها الكيميائية عن طريق المنهج التحليلي (قياس الطيف الكتلي) الذي يمكننا من التشخيص والقياس الكمي الدقيق للمركبات الكيميائية الموجودة في عينات النفس. هكذا تم تشخيص 13 مكونات كيميائية، الموجودة في تركيبات مختلفة، في كل واحد من الأمراض ال 17. ووفقا للبروفيسور حايك والدكتور نخلة:  كما أن لكل منا بصمة فريدة التي تميزنا عن الآخرين، هكذا يتميز كل من هذه الامراض ببصمة فريدة، أي تركيبة مختلفة من هذه المكونات الكيميائية ال 13، حيث أن لكل مرض بصمه كيميائيه تميزه عن غيره من الأمراض ومن الحالات المعافاة. بصمات الرائحة هذه تمكننا من تشخيص المرض باستخدام التكنولوجيا المطورة على يدنا".

وتابع البيان: "أثناء القيام بالبحث العلمي تمت دراسة فعالية الجهاز الجديد، والذي يدعى "نسق نانوي ذو ذكاء اصطناعي" (artificially intelligent nanoarray)، في تشخيص وتصنيف الأمراض المختلفة عن طريق بصمات النفس. هذا هو نظام مستشعرات متعددة الذي يحلل المعلومات الواردة من هذه المستشعرات باستخدام الذكاء الاصطناعي. بعض المستشعرات مبنية من طبقات من جزيئات الذهب النانوية والبعض الآخر على شبكة عشوائية من أنابيب الكربون النانوية المغلفة بطبقة عضوية لغرض الاستشعار والتشخيص. للتحقق من موثوقية النظام بحث تأثير العوامل المختلفة (مثل الجنس، الجيل، عادات التدخين والموقع الجغرافي) على تركيبة العينة، واستنتج أن هذا التأثير ضئيل جدا وأنه لا يضر بحساسية النظام النانومتري.
"كل واحد من المستشعرات يستجيب لمجموعة واسعة من مكونات النفس"، يوضح البروفيسور حايك "ودمج المعلومات يوفر بيانات مفصلة عن أختام الزفير الخاصة الفريدة للأمراض المختلفة. نظامنا قام باكتشاف وتصنيف الأمراض المختلفة بدقة تعادل ال 86٪. لذلك هذا هو اتجاه جديد ومضمون لتشخيص وتصنيف الأمراض، والذي يتميز ليس بالدقة العالية فحسب، بل أيضا بتكلفته المنخفضة، استهلاك طاقة منخفض، كونه مصغر، الراحة وإمكانية تكرار الاختبار بسهولة ".
بالرسم: عرض تخطيطي للدراسة. تم جمع عينتي زفير من كل مشترك، لواحدة منها تم رسم الخرائط الكيميائية باستخدام مطياف الكتلة، أما الأخرى فتم تحليلها في النظام الجديد، الذي أنتج التشخيص الطبي وفقا للبصمة الكيميائية للزفير".

واختتم البيان: "البروفيسور حايك، وهو بروفيسور في التخنيون يترأس ثلاثة مؤسسات أوروبية كبيرة. حاز على منح وجوائز رفيعة كثيرة، بما في ذلك منحة التميز على اسم ماري كوري، منحة المجلس الأوروبي للبحوث، منح من مؤسسة بيل وميليندا غيتس، جائزة هرشل ريتش (التخنيون) وجائزة هومبولدت (ألمانيا). تم ادراجه في عدة قوائم مهمة بما في ذلك قائمة أبرز 35 من العلماء الشباب في العالم (تصنيف MIT)، قائمة ال-100 من Nominet Trust (لندن) والتي تتضمن 100 المخترعين والتطويرات الرقمية الأكثر نفوذا في العالم، وقائمة مائة شخص الأكثر تأثيرا في العالم من قبل مجلة GOOD التي تنشر في لوس أنجلس. فاز البروفيسور حايك أيضا على أعلى جائزة تدريس تمنح على يد التخنيون -جائزة يناي للتميز في التربية الأكاديمية".