Портативный дыхательный монитор быстро обнаруживает опасное для жизни заболевание легких
Ученые разработали портативный анализатор дыхания, который может точно и быстро обнаружить острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС). Устройство обещает увеличить выживаемость и снизить расходы на здравоохранение для людей с потенциально опасным для жизни состоянием легких.
Команда описывает разработку и тестирование новой компактной технологии - размером примерно с обувную коробку - в статье, опубликованной в журнале. Аналитическая и биоаналитическая химия.
Своевременная диагностика и отслеживание ОРДС очень сложны, потому что состояние может быстро меняться и прогрессировать и имеет несколько возможных причин.
«Наиболее часто используемые инструменты прогнозирования ARDS верны только примерно в 18% случаев», - говорит соавтор исследования Сюйдун Фань, профессор биомедицинской инженерии в Мичиганском университете в Анн-Арборе.
Напротив, он и его коллеги показали, что полностью автоматизированный портативный анализатор дыхания может диагностировать ОРДС с точностью до 90% примерно за 30 минут.
Исследователи протестировали технологию на 48 добровольцах, которые лечились в больнице Мичиганского университета. Из добровольцев у 21 был ОРДС, а остальные были контрольными.
«Мы обнаружили, - объясняет профессор Фан, - что если наше устройство сообщает нам, что у пациента положительный результат на ОРДС, весьма вероятно, что он положительный».
Инструмент диагностики и мониторинга
Технология устройства использует газовую хроматографию для анализа почти 100 молекул в выдыхаемом воздухе. Он захватывает образец дыхания через трубку, которая подключается к отверстию выдоха механического вентилятора.
Результаты анализа позволяют врачам не только проверить наличие ОРДС, но и определить, насколько далеко зашло это заболевание. Устройство также может отслеживать прогресс лечения после постановки диагноза.
«Мы можем обнаружить начало и улучшение состояния до того, как произойдут традиционные изменения в рентгеновских лучах и анализе крови», - объясняет профессор Фан.
Большинство людей, у которых развивается ОРДС, находятся в больнице и проходят лечение от других заболеваний.
ОРДС редко развивается вне больницы; когда это происходит, скорее всего, это связано с тем, что у человека уже есть тяжелая пневмония или подобное серьезное заболевание.
Согласно информации о настоящем исследовании Национального института здоровья (NIH), около 200 000 человек заболевают ОРДС и 74 000 умирают от этого заболевания каждый год в Соединенных Штатах.
Пневмония, сепсис, травма и аспирация - это одни из причин ОРДС. Из-за этого легкие воспаляются и наполняются жидкостью. Жидкость закупоривает крошечные воздушные мешочки в легких, через которые кислород проходит в кровь, а углекислый газ выходит из нее.
Людям с ОРДС обычно требуется интенсивная терапия и поддержка аппаратов искусственной вентиляции легких, пока их легкие не заживут.
Однако многие из тех, кто пережил ОРДС, с трудом возвращаются к своей обычной деятельности, потому что функция их легких остается плохой.
Раннее обнаружение и отслеживание
Раннее обнаружение ОРДС - ключ к повышению шансов и качества выздоровления.
«Наша способность улучшать результаты с помощью ARDS, - говорит соавтор исследования Кевин Р. Уорд, профессор экстренной медицины и биомедицинской инженерии в Мичиганском университете, - в основном сдерживается нехваткой технологий, которые могут быстро и точно диагностировать болезнь на ранней стадии, а также отслеживать ее прогресс ».
Текущий метод диагностики ОРДС основан на рентгене грудной клетки, который является дорогостоящим и включает радиационное облучение, а также на инвазивных анализах крови.
Эти процедуры требуют нескольких часов для получения результатов, и врачи должны повторять их, чтобы следить за прогрессом. В лучшем случае они могут только показать, как было раньше; они не отслеживают это в реальном времени.
«Все наши текущие методы приводят к тому, что мы начинаем лечить болезнь слишком поздно или не располагаем информацией, которая говорит нам о том, что наши методы лечения приносят пользу в ближайшее время», - объясняет профессор Уорд.
«Благодаря использованию выдыхаемого воздуха технология, которую мы разработали, решает обе проблемы и открывает значительные возможности, позволяющие нам лечить раньше и разработать множество методов точной медицины для лечения ОРДС».
Проф. Кевин Р. Уорд
Команда предвидит возможности разработки технологии для более быстрой диагностики и лучшего отслеживания некоторых других воспалительных состояний, влияющих на легкие или кровь, таких как пневмония, астма и сепсис.
