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呼吸分析已有几十年的历史，但科学家们只是在最近才开始利用它作为诊断和监测疾病的工具。早期的呼气分析研究侧重于检测呼气中的特定代谢物，但最近的研究表明，人呼气中的挥发性有机化合物（VOC）可用于检测各种疾病。
目前正在开发几种不同的技术来挖掘这一潜力，但其中最有前景的是通过呼吸分析进行人工智能筛查。发表在《自然医学》（Nature Medicine）杂志上的一项研究利用人工智能筛查了17种不同类型的疾病，准确率高达86%。该研究的作者指出，人工智能系统能够以 “高特异性和高灵敏度 “检测癌症，这意味着它在绝大多数情况下都能正确识别癌症病例。
什么是人工智能呼气分析筛查？
人工智能呼气分析筛查是一项相对较新的技术，在未来的医疗保健领域大有可为。顾名思义，人工智能呼气分析筛查利用人工智能（AI）通过分析人呼气中的挥发性有机化合物（VOC）来筛查疾病。
研究表明，VOC可用于检测包括肺癌在内的各种疾病。在一项研究中，VOC检测肺癌的准确率高达90%。VOCs还可用于检测疾病，例如
癌症：挥发性有机化合物可用于检测各种癌症，包括肺癌、卵巢癌和前列腺癌；
糖尿病：通过测量人呼吸中的丙酮含量，VOCs可用于检测糖尿病；
心脏病：通过测量人呼吸中的异戊二烯含量，可利用挥发性有机化合物检测心脏病；
哮喘：通过测量人呼吸中的一氧化氮水平，VOCs可用于检测哮喘。
通过呼气分析进行人工智能筛查的主要优势之一是非侵入性。这意味着它不涉及侵入性程序，如抽取血液样本或使用辐射。此外，呼气分析相对便宜且易于操作。与活组织检查等其他诊断技术不同，通过呼气分析进行人工智能筛查不需要侵入性操作，也不会让患者感到不适。
通过呼气分析进行人工智能筛查的另一个优点是，它可以利用所谓的电子鼻呼气试验筛查多种疾病。除癌症外，人工智能呼气分析筛查还可用于检测其他疾病，如细菌感染、慢性阻塞性肺病（COPD）和心血管疾病。
您的每一次呼吸…都能说明您的健康状况
人工智能呼吸分析筛查的潜在应用领域非常广泛。通过呼气分析准确检测疾病的能力将在诊断和患者监测方面对医疗保健产生重大影响。
它不仅可用于诊断疾病，还可用于监测病人的健康状况和长期进展。这将使医生能够更好地了解病人的情况，并对他们的治疗做出更明智的决定。
关于使用呼气分析检测肺部疾病的研究越来越多。多项研究表明，呼气分析可用于检测多种肺部疾病，包括慢性阻塞性肺病、哮喘和肺炎。
发表在《PLOS One》杂志上的一项研究利用呼气测试来检测慢性阻塞性肺病，准确率高达87%。测试方法是让患者对着一个装置吹气，该装置可测量呼吸中的一氧化碳含量。一氧化碳含量越高，慢性阻塞性肺病就越严重。该测试是非侵入性的，只需几分钟即可完成。研究报告的作者指出，呼气测试的 “敏感性为100%，特异性为83.3%”。
在最近的一项研究中，研究人员利用人工智能（AI）通过呼吸分析筛查帕金森病（PD）。人工智能系统根据从帕金森病患者和非帕金森病患者收集的数据进行了训练。该系统能够在89%的情况下正确识别帕金森病患者。该研究的作者说，这一准确率足以将呼吸分析用作帕金森病的筛查工具。
使用呼气分析作为PD筛查工具的好处之一是它是非侵入性的且易于使用。此外，呼气分析有可能在疾病仍可逆的早期阶段发现帕金森病。还需要更多的研究来确定呼气分析在临床实践中是否可用作PD的筛查工具。然而，本研究的结果表明，呼气分析可能是一种很有前途的早期诊断PD的工具。
发表在《胸部》（Chest）杂志上的一项题为 “使用呼出的一氧化氮诊断成人哮喘 “的研究使用呼气试验检测哮喘，准确率达92%。该研究的作者研究了用呼出一氧化氮（eNO）诊断成人哮喘的方法。研究结果表明，eNO是成人 “诊断哮喘的可靠标志物”，并指出呼气试验的 “敏感性为97.5%，特异性为88.9%”。
利用呼气分析进行人工智能筛查的潜力
呼吸分析具有彻底改变医疗保健的潜力，在未来几年中，我们很可能会看到越来越多地应用这种技术。
发表在《放射学》上的一项研究利用人工智能筛查肺癌。这项题为 “利用深度学习检测肺部小结节中的肺癌 “的研究探讨了利用深度学习检测肺部小结节中的肺癌。研究结果表明，深度学习能够以87%的准确率检测出肺癌。
在发表于《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）的另一项研究中，人工智能被用于筛查19种不同类型的癌症。这项题为 “从组织病理学图像中同时检测19种癌症类型的深度学习平台 “的研究分析了利用深度学习从组织病理学图像中检测癌症的方法。研究结果表明，深度学习检测癌症的准确率高达95%。该研究的作者指出，人工智能系统能够在95%的病例中正确识别癌症，包括其他方法可能无法检测到的早期癌症。
2016年发表在《BMC胃肠病学》杂志上的一项研究发现，电子鼻呼气试验可有效检测幽门螺旋杆菌，这种细菌可导致胃溃疡。这项研究涉及200多名患者，他们通过电子鼻呼气试验和传统方法检测幽门螺旋杆菌的存在。研究结果表明，电子鼻呼气试验与传统方法检测幽门螺旋杆菌一样准确。
FDA最近授权使用InspectIR COVID-19呼吸分析仪检测COVID-19病毒的存在。这种新设备以呼气分析为基础，已被证明能非常准确地检测出病毒。
《临床病毒学杂志》（Journal of Clinical Virology）上的一项研究表明，InspectIR COVID-19呼吸仪能够在95%的病例中检测出病毒的存在。研究还表明，该设备能正确识别感染病毒和未感染病毒的患者。
尽管还需要更多的研究，但早期迹象表明，呼气分析可能是未来诊断COVID-19的一种有用方法。呼气分析已被证明可有效检测COVID-19，但还需要更多的研究来探索其潜在应用。
最终想法
总之，这些研究表明，人工智能呼气筛查在改善我们所知的医疗保健方面具有巨大潜力。科学界已经发现了人工智能呼气分析筛查的许多不同应用，在未来几年中，我们很可能会看到这项技术的越来越多的应用。
目前已有几种不同类型的呼气分析技术。一种是使用一种名为质谱仪的设备来测量呼气中某些挥发性有机化合物的含量。另一种是使用一种名为传感器阵列的设备来检测某些生物标志物的存在，这些生物标志物是与特定疾病或病症相关的蛋白质。
虽然距离这项技术的广泛应用还有很长的路要走，但其潜力是显而易见的。随着进一步的研究和开发，基于呼气分析的人工智能筛查技术将成为抗击疾病的重要工具。未来，通过呼气分析进行的人工智能筛查可用于筛查多种疾病，包括癌症、呼吸道感染和心脏病。该技术还可用于监测患者的疾病进展或药物疗效。