What your breath could reveal about your health | Julian Burschka

Translator: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Translator: Sarah Saadatirad Reviewer: Leila Ataei

I have a tendency to assume the worst,

من همیشه فرض را به بدترین وضع می‌گذارم،

and once in a while, this habit plays tricks on me.

و هرچند وقت یکبار، این عادت فریبم می‌دهد.

For example, if I feel unexpected pain in my body

مثلا اگر درد غیرمنتظره‌ای در بدنم احساس کنم

that I have not experienced before and that I cannot attribute,

که قبلاً تجربه نکرده‌ام ونتوانم آن را به چیزی نسبت دهم،

then all of a sudden, my mind might turn a tense back into heart disease

ذهن من ناگهان ممکن است پشت درد را به بیماری قلبی

or calf muscle pain into deep vein thrombosis.

یا درد عضلانی ساق پا را به لخته خون در ورید ربط دهد.

But so far, I haven't been diagnosed with any deadly or incurable disease.

اما تاکنون،هیچ بیماری کشنده یا غیرقابل علاجی را تشخیص نداده‌اند.

Sometimes things just hurt for no clear reason.

گاهی بدون هیچ دلیل مشخصی جاهایی از بدنم درد می‌کند.

But not everyone is as lucky as me.

اما همه به اندازه من خوش‌شانس نیستند.

Every year, more than 50 million people die worldwide.

هرساله، بیش از ۵۰ میلیون نفر در سراسر جهان می‌میرند.

Especially in high-income economies like ours,

بخصوص در اقتصادهایی با درآمد بالا همچون ما،

a large fraction of deaths is caused by slowly progressing diseases:

کسر بزرگی از مرگ و میر، ناشی از بیماری‌های با پیشرفت آرام است:

heart disease, chronic lung disease, cancer, Alzheimer's, diabetes,

بیماری قلبی، بیماری مزمن ریوی، سرطان، آلزایمر، دیابت،

just to name a few.

فقط چند تا از این بیماریهاست.

Now, humanity has made tremendous progress in diagnosing and treating many of these.

بشریت پیشرفت چشمگیری در تشخیص و درمان بسیاری از این‌ها کرده‌ است.

But we are at a stage where further advancement in health

اما ما در مرحله‌ای هستیم که پیشرفت بیشتر در عرصه سلامت

cannot be achieved only by developing new treatments.

تنها با توسعه روش‌های درمانی جدید حاصل نمی‌شود.

And this becomes evident when we look at one aspect

و این زمانی محرز می‌شود که به وجهی توجه کنیم

that many of these diseases have in common:

که در بسیاری از این بیماری‌ها مشترک است:

the probability for successful treatment

احتمال درمان موفق

strongly depends on when treatment is started.

به شدت به زمان آغاز درمان بستگی دارد.

But a disease is typically only detected once symptoms occur.

اما بیماری معمولا تنها هنگامی تشخیص داده می شود که علائم هویدا شود.

The problem here is that, in fact, many diseases can remain asymptomatic,

مشکل اینجاست، درواقع بسیاری از بیماری‌ها می‌توانند بدون علائم باقی بمانند،

hence undetected, for a long period of time.

از این رو برای مدت زمان طولانی، تشخیص داده نمی‌شوند.

Because of this, there is a persisting need for new ways

از این رو، نیازهای مکرری برای راهکارهای جدید در تشخیص

of detecting disease at early stage,

بیماری در مراحل اولیه وجود دارد،

way before any symptoms occur.

بسیار بیش از نمود هر گونه علائمی.

In health care, this is called screening.

در مراقبت بهداشت، غربالگری نامیده می‌شود.

And as defined by the World Health Organization,

و همانطور که توسط سازمان بهداشت جهانی تعریف شده‌است،

screening is "the presumptive identification of unrecognized disease

غربالگری 'تشخیص احتمالی بیماری ناشناخته

in an apparently healthy person,

در فرد به ظاهر سالم

by means of tests ... that can be applied rapidly and easily ..."

با استفاده از آزمایش است ... که می‌تواند به سرعت و به راحتی اعمال شود... '

That's a long definition, so let me repeat it:

این تعریف طولانی است، پس اجازه دهید تکرارش کنم:

identification of unrecognized disease

تشخیص بیماری‌های ناشناخته

in an apparently healthy person

در فردی به ظاهر سالم

by means of tests that can be applied both rapidly and easily.

با استفاده از آزمایش‌هایی که می‌تواند به سرعت و به آسانی انجام شود

And I want to put special emphasis on the words "rapidly" and "easily"

و من می‌خواهم تأکید ویژه‌ای بر کلمات 'به سرعت' و 'به راحتی' کنم

because many of the existing screening methods

چون روش‌های بسیاری از غربالگری موجود است

are exactly the opposite.

که دقیقا برعکس هستند.

And those of you who have undergone colonoscopy

و کسانی از شما که کولونوسکوپی را تجربه کرده اید

as part of a screening program for colorectal cancer

به عنوان بخشی از برنامه‌ی غربالگری برای سرطان روده بزرگ

will know what I mean.

متوجه منظورم می‌شوید.

Obviously, there's a variety of medical tools available

بدیهی است، ابزار پزشکی متنوعی جهت انجام

to perform screening tests.

آزمایش‌های غربالگری موجود است.

This ranges from imaging techniques such as radiography

از جمله تکنیک‌های تصویربرداری مانند رادیوگرافی

or magnetic resonance imaging

یا ام.آر.آی

to the analysis of blood or tissue.

برای تجزیه و تحلیل خون یا بافت آن.

We have all had such tests.

ما همه این آزمایشات را داریم.

But there's one medium that for long has been overlooked:

اما یک وسیله هست که برای مدت مدیدی نادیده گرفته شده‌ است:

a medium that is easily accessible,

وسیله‌ای که به راحتی قابل دسترسی است،

basically nondepletable,

اساسا غیرقابل حذف،

and it holds tremendous promise for medical analysis.

و به‌طور وحشتناکی شواهدی را برای تجزیه و تحلیل پزشکی نگه می‌دارد.

And that is our breath.

و آن نفس ما است.

Human breath is essentially composed of five components:

نفس انسان اساسا متشکل از پنج جزء است:

nitrogen, oxygen, carbon dioxide, water and argon.

نیتروژن، اکسیژن، دی اکسید کربن، آب و آرگون.

But besides these five, there are hundreds of other components

اما علاوه بر این پنج تا، صدها جزء سازنده دیگر وجود دارد

that are present in very low quantity.

که در مقدار بسیار کمی هستند.

These are called volatile organic compounds,

اینها ترکیبات آلی فرار نامیده می‌شوند،

and we release hundreds, even thousands of them

و ما صدها و حتی هزاران، از آنها را آزاد می‌کنیم

every time we exhale.

هر بار که بازدم می‌کنیم.

The analysis of these volatile organic compounds in our breath

تجزیه و تحلیل این ترکیبات آلی فرار در نفس ما

is called breath analysis.

تجزیه و تحلیل تنفس نامیده می‌شود.

In fact, I believe that many of you have already experienced breath analysis.

در واقع، به اعتقاد من بسیاری از شما قبلا تجربه تجزیه و تحلیل نفس را داشته‌اید.

Imagine: you're driving home late at night,

تصور کنید: در حال رفتن به خانه درآخر شب هستید،

when suddenly, there's a friendly police officer

ناگهان، افسر پلیس مهربانی

who asks you kindly but firmly

که از شما با مهربانی اما قاطعانه می‌خواهد

to pull over and blow into a device like this one.

کنار بزنید و و در دستگاهی شبیه این بدمید.

This is an alcohol breath tester

این تستر تنفس الکلی است

that is used to measure the ethanol concentration in your breath

که برای اندازه‌گیری غلظت اتانول در نفس شما استفاده می‌شود

and determine whether driving in your condition is a clever idea.

و تعیین اینکه آیا رانندگی در شرایط شما ایده‌ای هوشمندانه است.

Now, I'd say my driving was pretty good,

حالا، من می‌گویم رانندگی‌ام خیلی خوب بود،

but let me check.

اما اجازه دهید بررسی کنم.

(Beep)

(بوق)

0.0, so nothing to worry about, all fine.

۰/۰، بنابراین چیزی برای نگرانی نیست، همه چیز خوب است.

(Laughter)

(خنده حضار)

Now imagine a device like this one,

حالا دستگاهی مثل این را تصور کنید،

that does not only measure alcohol levels in your breath,

که نه تنها میزان الکل را در تنفس شما اندازه گیری می‌کند،

but that detects diseases like the ones I've shown you

بلکه بیماری‌هایی را تشخیص می‌دهد مثل آنهایی که به شما نشان داده‌ام

and potentially many more.

و به طور بالقوه بسیاری دیگر را نیز.

The concept of correlating the smell of a person's breath

مفهوم ارتباط بوی نفس فرد

with certain medical conditions,

با شرایط خاص پزشکی،

in fact, dates back to Ancient Greece.

در واقع، به یونان باستان بازمی‌گردد.

But only recently, research efforts on breath analysis have skyrocketed,

اما اخیرا، تلاش‌های تحقیقاتی در تجزیه و تحلیل نفس اوج گرفته است،

and what once was a dream is now becoming reality.

و چیزیکه یک وقتی رویا بوده در حال تبدیل شدن به واقعیت است.

And let me pull up this list again that I showed you earlier.

و اجازه بدهید دوباره این لیستی که قبلا به شما نشان دادم را بالا بیاورم.

For the majority of diseases listed here,

برای اکثر بیماری‌های ذکر شده در اینجا،

there's substantial scientific evidence

شواهد علمی قابل توجهی وجود دارد

suggesting that the disease could be detected by breath analysis.

که نشان می‌دهد بیماری می‌تواند توسط تجزیه تنفس تشخیص داده شود.

But how does it work, exactly?

اما دقیقا، چطور کار می‌کند؟

The essential part is a sensor device

بخش ضروری دستگاه حسگر است

that detects the volatile organic compounds in our breath.

که ترکیبات فرار آلی را در نفس ما تشخیص می‌دهد.

Simply put: when exposed to a breath sample,

به بیان ساده، هنگامی که یک نمونه نفس قرار دادید،

the sensor outputs a complex signature

حسگر فرمول پیچیده ای صادر می‌کند

that results from the mixture of volatile organic compounds that we exhale.

که منجر به مخلوط شدن ترکیبات فرار آلی است که در بازدم ما است.

Now, this signature represents a fingerprint of your metabolism,

در حال حاضر، این اثر نشان دهنده انحصاری متابولیسم شما است،

your microbiome

میکروبیوم شما

and the biochemical processes that occur in your body.

و فرایندهای بیوشیمیایی که در بدن شما اتفاق می‌افتد.

If you have a disease,

اگر بیماری دارید،

your organism will change,

ارگانیسم شما تغییر خواهد کرد

and so will the composition of your exhaled breath.

و بنابراین با بازدم شما ترکیب خواهد شد.

And then the only thing that is left to do is to correlate a certain signature

و سپس تنها چیزی که باید انجام شود این است که به یک فرمول خاص مرتبط شود

with the presence or absence of certain medical conditions.

با وجود یا عدم وجود شرایط پزشکی خاص.

The technology promises several undeniable benefits.

فناوری نویدبخش مزایای غیرقابل انکاری است.

Firstly, the sensor can be miniaturized

اولاً، حسگر می‌تواند کوچک باشد

and integrated into small, handheld devices

و در دستگاه قابل حمل کوچکی گنجانده شود

like this alcohol breath tester.

مانند این تستر تنفس الکلی.

This would allow the test to be used in many different settings

اجازه می‌هد که آزمایش در محیط‌های بسیارمختلف استفاده شود

and even at home,

و حتی در خانه.

so that a visit at the doctor's office

طوری که معاینه در مطب دکتر

is not needed each time a test shall be performed.

مورد نیاز نیست هر زمانی که آزمایش باید انجام شود.

Secondly, breath analysis is noninvasive

ثانيا، تحلیل تنفس غیر تهاجمی

and can be as simple as blowing into an alcohol breath tester.

می‌تواند به سادگی دمیدن در تستر تنفس الکلی باشد.

Such simplicity and ease of use would reduce patient burden

چنین سادگی و سهولت استفاده زحمت بیمار را کاهش می‌دهد

and provide an incentive for broad adoption of the technology.

و انگیزه‌ای فراهم می‌کند برای پذیرش گسترده فناوری.

And thirdly, the technology is so flexible

و ثالثاً، فناوری بسیار انعطاف‌پذیر است

that the same device could be used

که همان دستگاه را می توان برای تشخیص

to detect a broad range of medical conditions.

طیف گسترده ای از شرایط پزشکی استفاده کرد.

Breath analysis could be used to screen for multiple diseases at the same time.

تحلیل تنفس می‌تواند برای غربالگری بیماری‌های متعدد بطورهم‌زمان استفاده شود.

Nowadays, each disease typically requires a different medical tool

امروزه،هر بیماری به طور معمول نیازمند ابزار پزشکی مختلف

to perform a screening test.

جهت انجام آزمایش غربالگری است.

But this means you can only find what you're looking for.

اما این بدان معناست که فقط می‌توانید آنچه را که به دنبال آن هستید بیابید.

With all of these features, breath analysis is predestined

با تمام این ویژگیها، تجزیه و تحلیل تنفس پیش بینی شده‌ است

to deliver what many traditional screening tests are lacking.

برای ارائه آنچه که بسیاری از غربالگری‌های سنتی فاقد آن است.

And most importantly,

و مهمتر از همه،

all of these features should eventually provide us

در نهایت تمام این ویژگی‌ها باید برای ما

with a platform for medical analysis

خط مشى برای تجزیه و تحلیل پزشکی میسر سازد

that can operate at attractively low cost per test.

که می‌تواند در جذابیت کم هزینه بودن هر آزمایش عمل کند.

On the contrary, existing medical tools

برعکس، ابزار پزشکی موجود

often lead to rather high cost per test.

اغلب منجر به هزینه بالایی در هر آزمایش می‌شود.

Then, in order to keep costs down,

سپس، برای کاهش هزینه‌ها،

the number of tests needs to be restricted,

تعداد آزمایش‌ها باید محدود شود،

and this means (a) that the tests can only be performed

و این بدان معنی است که (الف) آزمایش فقط انجام می‌شود

on a narrow part of the population, for example, the high-risk population;

دربخش محدودی از جمعیت، به عنوان مثال، جمعیت پر مخاطره؛

and (b) that the number of tests per person needs to be kept at a minimum.

و (ب) تعداد آزمایشات فردی باید در کمترین حالت نگه داشته شود.

But wouldn't it actually be beneficial

اما آیا واقعا مفید خواهد بود

if the test was performed on a larger group of people,

اگر آزمایش درگروهی بزرگتری از افراد انجام شد،

and more often and over a longer period of time for each individual?

و اغلب و بیشتر از دوره‌ای طولانی از زمان برای هر فرد؟

Especially the latter would give access to something very valuable

به خصوص آنکه دومی دسترسی به به چیزی بسیار ارزشمند را می‌دهد

that is called longitudinal data.

که داده‌های طولی نامیده می‌شود.

Longitudinal data is a data set that tracks the same patient

داده‌های طولی مجموعه‌ای از داده است که همان بیمار را

over the course of many months or years.

در طی چند ماه یا چند سال دنبال می‌کند.

Nowadays, medical decisions are often based on a limited data set,

امروزه، تصمیمات پزشکی اغلب بر پایه مجموعه‌ای محدود از داده است،

where only a glimpse of a patient's medical history

جاییکه فقط با نگاهی اجمالی به تاریخچه پزشکی بیمار

is available for decision-making.

تصمیم گیری در دسترس است.

In such a case,

در چنین موردی،

abnormalities are typically detected

ناهنجاری‌ها معمولا تشخیص داده می‌شوند

by comparing a patient's health profile

با مقایسه مشخصات سلامتی بیمار

to the average health profile of a reference population.

با مشخصات بهداشت عمومی از جمعیت مرجع.

Longitudinal data would open up a new dimension

داده‌های طولی بعدی جدید را بازمی‌کند

and allow abnormalities to be detected

و اجازه می‌دهد ناهنجاری‌ها براساس

based on a patient's own medical history.

تاریخچه پزشکی خود بیمار شناسایی شود.

This will pave the way for personalized treatment.

این روش درمان فردی را هموار می‌کند.

Sounds pretty great, right?

به نظر بسیار عالی می‌رسد، درست است؟

Now you will certainly have a question that is something like,

حالا شما مطمئناً سوالی شبیه به این دارید،

"If the technology is as great as he says, then why aren't we using it today?"

« اگر این فناوری بقدری عالی است که او می‌گوید، پس چرا از آن استفاده نمی‌کنیم؟»

And the only answer I can give you is:

و تنها پاسخی که می‌توانم به شما بدهم:

not everything is as easy as it sounds.

همه چیز به آسانی چیزی نیست که به نظر می‌رسد.

There are technical challenges, for example.

به عنوان مثال، مشکلات فنی وجود دارد.

There's the need for extremely reliable sensors

نیاز به حسگر بسیار قابل اعتمادی وجود دارد

that can detect mixtures of volatile organic compounds

که بتواند مخلوط ترکیبات آلی فرار را

with sufficient reproducibility.

با قابلیت مطلوب بازیابی شناسایی کند.

And another technical challenge is this:

و یکی دیگر از چالش‌های فنی این است:

How do you sample a person's breath in a very defined manner

چگونه نمونه تنفس فردی را به شیوه‌ای بسیار مشخصی نشان می‌دهید

so that the sampling process itself

به طوری که فرایند نمونه‌گیری خود را

does not alter the result of the analysis?

در نتیجه تجزیه و تحلیل تغییر نمی‌دهد؟

And there's the need for data.

و نیاز به داده‌ها وجود دارد.

Breath analysis needs to be validated in clinical trials,

تجزیه و تحلیل تنفس نیاز به بودن در آزمایشات بالینی معتبر دارد،

and enough data needs to be collected

و داده‌های کافی باید جمع آوری شوند

so that individual conditions can be measured against baselines.

به طوری که شرایط فردی می‌تواند اساسی اندازه گیری شود.

Breath analysis can only succeed

تجزیه و تحلیل تنفس موقعی می‌تواند موفق شود

if a large enough data set can be generated

اگر داده به اندازه کافی بزرگ باشد که بتواند تولید شود

and made available for broad use.

و برای استفاده گسترده در دسترس باشد.

If breath analysis holds up to its promises,

اگر تجزیه و تحلیل تنفس به وعده‌های خود عمل کند

this is a technology that could truly aid us

این تکنولوژی است که واقعا می‌تواند به ما کمک کند

to transform our health care system --

برای تبدیل نظام سلامت ما -

transform it from a reactive system

تبدیل از یک سیستم تهاجمی

where treatment is triggered by symptoms of disease

جایی که درمان با بروزعلائم بیماری

to a proactive system,

به یک سیستم پیشگیرانه شروع می‌شود،

where disease detection, diagnosis and treatment

شناسایی بیماری، تشخیص و درمان

can happen at early stage,

می‌تواند در مرحله اولیه رخ دهد

way before any symptoms occur.

بسیار قبل از رخ دادن هر گونه علائمی.

Now this brings me to my last point, and it's a fundamental one.

حال به سراغ آخرین نکته می‌روم، و اساسی‌ترین است.

What exactly is a disease?

دقیقا بیماری چیست؟

Imagine that breath analysis can be commercialized as I describe it,

تصور کنید که تحلیل تنفس به عنوان تبلیغی تجاری به مانند چیزی باشد که عنوان کردم

and early detection becomes routine.

و تشخیص زودهنگام جریانی عادی باشد.

A problem that remains is, in fact, a problem

مشکلی که باقی می‌ماند در حقیقت، فقط مشکلی است

that any screening activity has to face

که هر فعالیت غربالگری باید مواجه شود،

because, for many diseases,

زیرا، برای بسیاری از بیماری‌ها

it is often impossible to predict with sufficient certainty

پیش بینی با اطمینان کافی غیرممکن است

whether the disease would ever cause any symptoms

حال آنکه بیماری هرگز علائمی ایجاد نمی‌کند

or put a person's life at risk.

یا زندگی فرد را در معرض خطر قرار دهد.

This is called overdiagnosis,

که فراتر از تشخیص نامیده می‌شود،

and it leads to a dilemma.

و به یک معضل منجر می‌شود.

If a disease is identified,

اگر بیماری شناسایی شود،

شما می‌توانید تصمیم بگیرید که آن را درمان نکنید

you could decide not to treat it

because there's a certain probability that you would never suffer from it.

زیرا احتمال خاصی وجود دارد که هرگز از آن رنجی نخواهید برد.

But how much would you suffer

اما چقدر رنج می‌برید

just from knowing that you have a potentially deadly disease?

از دانستن اینکه شما بیماری‌ای بالقوه مرگبار دارید؟

And wouldn't you actually regret that the disease was detected

و در وهله اول حقیقتاً از شناسایی ‌ ‌این بیماری

in the first place?

پشیمان نیستید؟

Your second option is to undergo early treatment

گزینه ثانوی شما درمان اولیه است

with the hope for curing it.

با امید به درمان آن.

But often, this would not come without side effects.

اما این اغلب بدون عوارض جانبی اتفاق نمی‌افتد.

To be precise:

به طور دقیق:

the bigger problem is not overdiagnosis,

مشکل بزرگ تشخیص زود هنگام نیست،

it's overtreatment,

بلکه درمان زود هنگام است،

because not every disease has to be treated immediately

چرا که نه تنها هر بیماری باید بلافاصله درمان شود

just because a treatment is available.

فقط به دلیل اینکه درمان در دسترس است.

The increasing adoption of routine screening

پذيرش روزافزون غربالگری مرتب

will raise the question:

این سوال را مطرح می کند:

What do we call a disease that can rationalize treatment,

بیان چه بیماری می‌تواند برای درمان منطقی باشد،

and what is just an abnormality that should not be a source of concern?

و چه اختلالی نباید عامل نگرانی باشد؟

My hopes are that routine screening using breath analysis

امید من به روال عادی غربالگری با تجزیه و تحلیل تنفس

can provide enough data and insight

می‌تواند اطلاعات و بینش کافی را فراهم کند

so that at some point, we'll be able to break this dilemma

به طوری که در برخی موارد قادر خواهیم بود این معضل را از بین ببریم

and predict with sufficient certainty

و با اطمینان کافی پیش‌بینی کنیم

whether and when to treat at early stage.

چه زمانی باید مرحله اولیه درمان صورت گیرد.

Our breath and the mixture of volatile organic compounds that we exhale

تنفس و مخلوطی از ترکیبات فرار ارگانیک که بیرون می‌دهیم

hold tremendous amounts of information on our physiological condition.

مقدار زیادی اطلاعات از شرایط فیزیولوژیکی ما در بر دارد.

With what we know today, we have only scratched the surface.

با آنچه که امروز می‌دانیم، فقط سطح را خراشیده‌ایم.

As we collect more and more data and breath profiles across the population,

همانطور که اطلاعات بیشتر و بیشتری از تنفس مردم جمع‌آوری می‌کنیم،

including all varieties of gender, age, origin and lifestyle,

که شامل تمام انواع جنسیت، سن، مبدا و شیوه زندگی است،

the power of breath analysis should increase.

قدرت نفوذ تجزیه و تحلیل باید افزایش یابد.

And eventually, breath analysis should provide us with a powerful tool

و در نهایت، تجزیه تنفس باید ابزار قدرتمندی به ما ارائه دهد

not only to proactively detect specific diseases

نه تنها برای تشخیص فعالانه بیماری‌های خاص

but to predict and ultimately prevent them.

بلکه برای پیش بینی و در نهایت جلوگیری از آنها.

And this should be enough motivation

و این باید انگیزه‌ای کافی باشد

to embrace the opportunities and challenges

برای درک فرصت‌ها و چالش‌ها

that breath analysis can provide,

که تجزیه و تحلیل تنفس می‌تواند فراهم کند،

even for people that are not part-time hypochondriacs like me.

حتی برای افرادی که همچون من یکسره نگران بیماریشان هستند .

Thank you.

متشکرم.

(Applause)

(تشویق)