Åndeanalysator i skoæskestørrelse opdager dødelig lungesygdom hurtigere, mere præcist end læger

En lille, bærbar åndedrætsmonitor udviklet ved University of Michigan kan hurtigt og præcist detektere akut respiratorisk distress syndrom, en ofte dødelig sygdom, der får væske til at lække ned i lungerne og kræver tidlig diagnose.

For at opdage tilstanden i dag, læger er stærkt afhængige af deres egen dømmekraft og tidskrævende tests. Forskerne siger, at deres nye teknologi kan forbedre overlevelsesraten og sænke udgifterne til pleje.

Enheden – et gaskromatografisystem – kan diagnosticere ARDS med næsten 90 % nøjagtighed på så lidt som 30 minutter. Ud over, dens hastighed og omkostningseffektivitet gør, at den i det væsentlige kan fungere som en realtidsmonitor for patienter, hjælpe med at fokusere og justere igangværende behandlinger. 48 patientfrivillige på U-M hospitalet, 21 med ARDS, været med til at teste enheden.

"De mest almindeligt anvendte ARDS-forudsigelsesværktøjer er kun korrekte omkring 18% af tiden, " sagde Xudong (Sherman) Fan, U-M professor i biomedicinsk teknik. "Vi har fundet ud af, at hvis vores enhed fortæller os, at patienten er positiv for ARDS, det er højst sandsynligt, at de er positive.

"Vi er i stand til at opdage begyndelsen og forbedringen af ​​tilstanden, før traditionelle ændringer i røntgenstråler og blodprøver ville forekomme."

U-M's forskning fremgår af tidsskriftet Analytisk og bioanalytisk kemi .

ARDS er en alvorlig tilstand af lungebetændelse, der kan være forårsaget af lungebetændelse, sepsis, trauma, aspiration eller en kombination af disse. Det har en høj dødelighed. I USA hvert år, 200, 000 tilfælde er diagnosticeret, resulterede i 74, 000 dødsfald.

Mange, der overlever, står tilbage med dårlig lungefunktion og har meget svært ved at vende tilbage til rutinemæssige daglige aktiviteter. Der er ingen kur mod ARDS, og mekanisk ventilation på en intensivafdeling er normalt påkrævet for at støtte patienten, indtil lungen heler. At opdage det tidligt forbedrer patienternes resultater.

U-M's første af sin slags enhed prøver en patients åndedræt gennem slanger forbundet til udåndingsporten på en mekanisk ventilator. Den analyserer næsten 100 flygtige organiske forbindelser - biomarkører, der ikke kun kan detektere ARDS, men også bestemme, hvor langt sygdommen er. Når behandlingen begynder, enheden kan overvåge dens effektivitet.

I øjeblikket, en læge, der har mistanke om ARDS, vil bestille et røntgenbillede af thorax og blodprøver. Den første er dyr og udsætter patienten for stråling, og den anden er invasiv. Kombinationen kan tage timer at analysere fuldstændigt, og disse resultater repræsenterer et øjebliksbillede i tiden. For at vide, om tilstanden forbedres eller forværres, de skal gentages.

"Vores evne til at forbedre resultater med ARDS er dybest set blevet standset af manglen på teknologier, der hurtigt og præcist kan diagnosticere sygdommen tidligt samt spore dens fremskridt, " sagde Kevin Ward, U-M professor i akutmedicin og biomedicinsk teknik. "Alle vores nuværende metoder resulterer i, at vi behandler sygdommen for sent eller ikke har information, der fortæller os, om vores behandlinger gør en forskel hurtigt nok.

"Ved at bruge udåndet åndedræt, den teknologi, vi har udviklet, løser begge problemer og åbner betydelige muligheder for at give os mulighed for at behandle tidligere og udvikle en lang række præcisionsmedicinske behandlinger til ARDS."

Fan og Ward ser ARDS som den første af mange tilstande, der bedre kunne identificeres og spores med denne nye teknologi.

"Teknologien skulle også være yderst nyttig til at opdage og følge forløbet af mange andre sygdomme som lungebetændelse, sepsis, astma og andre forbundet med enten lunge- eller systemisk blodbetændelse, " sagde Ward.

Fan og hans forskerhold har specialiseret sig i at analysere biomarkører, stoffer i kropsvæsker som spyt, åndedrag, urin og sved, der kan fortælle os meget om, hvad der foregår - det kan indikere tilstedeværelsen af ​​særlige forhold.

Gaskromatografisystemet er resultatet af et forsknings- og udviklingspartnerskab med Michigan Center for Integrative Research in Critical Care. Dens udvikling blev støttet gennem University of Michigans FFMI MTRAC-program samt National Institutes of Health R-21 og NCAI-tilskud.

Universitetet forfølger patentbeskyttelse for den intellektuelle ejendomsret og søger kommercialiseringspartnere til at hjælpe med at bringe teknologien på markedet.