Принцип работы спектрометра LaserBreeze основан на использовании параметрического генератора света в качестве источника излучения и методе оптико-акустической спектроскопии.

Источником излучения служит разработанный ООО "Специальные технологии" параметрический генератор света с перестройкой длины волны от 2,5 до 10,6 мкм с накачкой Nd:YLF-лазером на длине волны 1,053 мкм. Регистрация спектров поглощения биомаркеров проводится при помощи резонансного оптико-акустического детектора (ОАД). Электронный блок управления осуществляет обработку измеренных с ОАД сигналов, управление исполнительными механизмами и вывод информации на монитор ПК.

Спектрометр LaserBreeze позволяет проводить три вида измерений:

— запись спектра поглощения пробы для последующей статистической обработки, например, методом главных компонент, который помогает выявить закономерности в данных и разделить пациентов по заболеваниям

— измерение концентраций набора газов в пробе для детального анализа состояния пациента с целью уточнения диагноза;

— непрерывный мониторинг концентрации одного вещества в реальном времени для отслеживания динамики изменения состояния пациента при проводимой терапии, особенно с применением сильнодействующих препаратов.

Применения LaserBreeze:

— для газоанализа в медицине: анализ выдыхаемого воздуха, испарений с кожи;

— для медицинских исследований: скрининг, лабораторный анализ, оценка эффективности лечения.

• Колкер Д.Б., Шерстов И.В., Костюкова Н.Ю., Бойко А.А., Кистенев Ю.В., Нюшков Б.Н., Зенов К.Г., Шадринцева А.Г., Третьякова Н.Н. Перестраиваемый в широком спектральном интервале источник лазерного излучения среднего ИК диапазона для оптико-акустической спектроскопии // Квантовая электроника. – 2019. – Т. 49, №1. – С. 29-34 DOI: https://doi.org/10.1070/QEL16932

• Kolker D. B., Sherstov I. V., Kostyukova N. Yu., Boyko A. A., Kistenev Yu. V., Nyushkov B. N., Zenov K. G., Shadrintseva A. G., Tretyakova N. N. Broadband tunable source of mid-IR laser radiation for photoacoustic spectroscopy // Quantum Electronics. – 2019. – Vol. 49, Issue 1. – P. 29-34 (also in russian) DOI: 10.1070/QEL16932

• Kistenev Yu. V., Borisov A. V., Kuzmin D. A., Penkova O. V., Kostyukova N. Yu., Karapuzikov A. A. Exhaled air analysis using wideband wave number tuning range infrared laser photoacoustic spectroscopy // J. Biomed. Opt. – 2017. – 22 (1). – 017002 DOI: 10.1117/1.JBO.22.1.017002

• Kistenev Y.V., Borisov A.V., Kuzmin D. A., Bulanova A. A., Boyko A. A., Kostyukova N. Y., Karapuzikov A. A. Breath air measurement using wide-band frequency tuning IR laser photo-acoustic spectroscopy // Proc. SPIE 9707, Dynamics and Fluctuations in Biomedical Photonics XIII, 97070M (March 17, 2016) DOI: 10.1117/12.2214645

• Kistenev Y. V., Karapuzikov A. I., Kostyukova N. Yu., Starikova M. K., Boyko A. A., Bukreeva E. B., Bulanova A. A., Kolker D. B., Kuzmin D. A., Zenov K. G., Karapuzikov A. A. Screening of patients with bronchopulmonary diseases using methods of infrared laser photoacoustic spectroscopy and principal component analysis // J. Biomed. Opt. – 2015. – Vol. 20(6). – P. 065001. DOI: 10.1117/1.JBO.20.6.065001

• Zenov K. G., Miroshnichnko I. B., Kostykova N. Yu., Kolker D. B., Kistenev Yu. V., Starikova M. K., and Mishin P. N. Gas analysis in medicine: New developments // AIP Conf. Proc. 1688, 030001-1–030001-6 (New Operational Technologies (NewOT’2015))

• Старикова М., Кузнецова И., Костюкова Н. Лазерный оптико-акустический газоанализатор LaserBreeze // Фотоника. – 2015. – №3. – С. 84-93

• Букреева Е. Б., Буланова А. А., Кистенев Ю. В. Возможности применения газоанализа выдыхаемого воздуха при бронхолёгочных заболеваниях // Бюллетень сибирской медицины. – 2014. – Т. 13, № 5.

• Буланова А. А., Букреева Е. Б., Кистенев Ю. В. Анализ выдыхаемого воздуха как способ диагностики и мониторинга хронической обструктивной болезни лёгких // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 4. – С. 189-196

• Karapuzikov A. A., Sherstov I. V., Kolker D. B., Karapuzikov A. I., Kistenev Yu. V., Kuzmin D. A., Styrov M. Yu., Dukhovnikova N. Yu., Zenov K. G., Boyko A. A., Starikova M. K., Tikhonyuk I. I., Miroshnichenko I. B., Miroshnichenko M. B., Myakishev Yu. V., Loconov V. N. LaserBreeze gas analyzer for noninvasive diagnostics of air exhaled by patients // Physics wave of phenomena. – 2014. – Vol. 22, No. 3. – P. 189-196

• Федоров В. И., Карапузиков А. А., Старикова М. К. Белки, пептиды и аминокислоты выдыхаемого воздуха как маркеры бронхо-лёгочных заболеваний // Бюллетень сибирской медицины. – 2013. – Т. 12, №6. – С. 167-174

• Kolker D. B., Sherstov I. V., Karapuzikov A. I., Karapuzikov A. A., Boyko A. A., Starikova M. K., Dukhovnikova N. Yu., Loconov V. N., Shtyrov M. Yu., Miroshnichenko I. B., Zenov K. G., Miroshnichenko M. B. PAD spectrometer based on wide tunable optical parametric oscillator for noninvasive medical diagnostics // Optics and Photonics Journal. – 2013. – Vol. 3; № 2. – P. 43-46.

• Никифорова О. Ю., Пономарев Ю. Н., Карапузиков А. И. Учет влажности пробы выдыхаемого воздуха при детектировании газов-биомаркеров // Оптика атмосферы и океана. – 2013. – Т. 26; № 4 (291). – С. 336-341.

• Starikova M. K., Bulanova A. A., Bukreeva E. B., Karapuzikov A. A., Karapuzikov A. I., Kistenev Y. V., Klementyev V. M., Kolker D. B., Kuzmin D. A., Nikiforova O. Y., Ponomarev Yu. N., Sherstov I. V., Boyko A. A. Noninvasive express diagnostics of pulmonary diseases based on control of patient’s gas emission using methods of IR and terahertz laser spectroscopy // Proc. SPIE 9065, Fundamentals of Laser-Assisted Micro- and Nanotechnologies 2013, 906514 (November 28, 2013). DOI: 10.1117/12.2053144

• Агеев Б. Г., Кистенев Ю. В., Некрасов Е. В., Никифорова О. Ю., Никотин Е. С., Никотина Е. С., Пономарев Ю. Н., Уразова О. И., Филинюк О. В., Фокин В. А., Янова Г. В. Оценка проб выдыхаемого воздуха методом лазерной оптико-акустической спектроскопии у больных туберкулезом лёгких // Бюллетень сибирской медицины. – 2012. – №4. – С. 116-120 DOI: 10.20538/1682-0363-2012-4-116-120

• Чуйкова К. И., Кистенев Ю. В., Гомбоева С. С. Применение газоанализа в диагностике заболеваний печени // Бюллетень сибирской медицины. – 2012. – №6. – С. 178-185

• Карапузиков А. А. Разработка технологической основы методов диагностики состояния человека на основе 13С-дыхательных тестов оптико-акустическим газоанализатором с тепловым источником ИК-излучения // отчет о НИР № 16.512.11.2200 от 24.06.2011 (Министерство образования и науки РФ)

• Кистенев Ю. В., Чуйкова К. И., Гомбоева С. С., Карапузиков А. А. Изучение взаимосвязи спектров поглощения газовыделений пациентов с острыми вирусными гепатитами, полученных методами лазерной оптико-акустической спектроскопии, с биохимическими показателями крови // Медицинская физика. – 2011. – № 4. – С. 32-37.