Bærbar åndedrætsovervågning registrerer hurtigt livstruende lungesygdom
Forskere har udviklet en bærbar åndedrætsanalysator, der nøjagtigt og hurtigt kan opdage akut respiratorisk nødsyndrom (ARDS). Enheden lover at øge overlevelsesgraden og reducere sundhedsomkostningerne for mennesker med den potentielt livstruende lungesygdom.
Holdet beskriver udviklingen og afprøvningen af den kompakte nye teknologi - som er omtrent på størrelse med en skokasse - i et papir, der findes i tidsskriftet. Analytisk og bioanalytisk kemi.
Rettidig diagnose og sporing af ARDS er meget udfordrende, fordi tilstanden kan ændre sig og udvikle sig hurtigt og har flere mulige årsager.
"De mest anvendte ARDS-forudsigelsesværktøjer er kun korrekte omkring 18% af tiden," siger co-senior undersøgelsesforfatter Xudong Fan, professor i biomedicinsk teknik ved University of Michigan, i Ann Arbor.
I modsætning hertil viste han og hans kolleger, at den fuldautomatiske bærbare åndedrætsanalysator kan diagnosticere ARDS med en nøjagtighed på 90% på cirka 30 minutter.
Forskerne testede teknologien på 48 frivillige, der var i behandling på University of Michigan hospital. Af de frivillige havde 21 ARDS, og de andre fungerede som kontrol.
"Vi har fundet ud af," fortæller prof. Fan, "at hvis vores enhed fortæller os, at patienten er positiv for ARDS, er det meget sandsynligt, at de er positive."
Diagnosticerings- og overvågningsværktøj
Teknologien i enheden bruger gaskromatografi til at analysere næsten 100 molekyler i udåndet ånde. Det fanger en åndedrætsprøve gennem et rør, der forbinder til en mekanisk ventilators udåndingsport.
Resultaterne af analysen tillader læger ikke kun at teste for ARDS, men også at bestemme, hvor langt avanceret tilstanden er. Enheden kan også overvåge behandlingsforløbet efter diagnosen.
"Vi er i stand til at detektere tilstandens begyndelse og forbedring, før traditionelle ændringer i røntgenstråler og blodprøver ville forekomme," forklarer Prof. Fan.
De fleste mennesker, der udvikler ARDS, er på hospitalet og får behandling under andre sundhedsmæssige forhold.
Det er sjældent, at ARDS udvikler sig uden for hospitalet; når dette sker, er det sandsynligvis fordi personen allerede har svær lungebetændelse eller en lignende alvorlig tilstand.
Ifølge oplysninger om den nuværende undersøgelse fra National Institutes of Health (NIH) udvikler omkring 200.000 mennesker ARDS, og 74.000 dør af tilstanden hvert år i USA.
Lungebetændelse, sepsis, traume og aspiration er blandt årsagerne til ARDS. Disse får lungerne til at blive betændt og fyldes op med væske. Væsken forhindrer lungernes små luftsække, gennem hvilke ilt passerer ind i blodet, og kuldioxid passerer ud af det.
Mennesker med ARDS har normalt brug for intensivbehandling og støtte fra mekaniske ventilatorer, indtil deres lunger heler.
Imidlertid kæmper mange af dem, der overlever ARDS for at komme tilbage til deres regelmæssige aktiviteter, fordi deres lungefunktion forbliver dårlig.
Tidligere afsløring og sporing
Detektering af ARDS tidligere er nøglen til at forbedre chancerne og kvaliteten ved opsving.
”Vores evne til at forbedre resultaterne med ARDS,” siger co-senior undersøgelsesforfatter Kevin R. Ward, professor i akutmedicin og biomedicinsk teknik ved University of Michigan, “er grundlæggende blevet stoppet af manglen på teknologier, der hurtigt og præcist kan diagnosticere sygdommen tidligt og spore dens fremskridt. ”
Den nuværende metode til diagnosticering af ARDS er afhængig af røntgenstråler fra brystet, som er dyre og involverer strålingseksponering, og blodprøver, som er invasive.
Disse procedurer tager timer at producere resultater, og læger skal gentage dem for at overvåge fremskridt. Når det er bedst, kan de kun vise, hvordan tilstanden var tidligere; de sporer det ikke i realtid.
"Alle vores nuværende metoder resulterer i, at vi behandler sygdommen for sent eller ikke har oplysninger, der fortæller os, om vores behandlinger gør en forskel hurtigt nok," forklarer prof. Ward.
"Ved at bruge udåndet ånde løser den teknologi, vi har udviklet, begge problemer og åbner for betydelige muligheder for at give os mulighed for at behandle tidligere og udvikle en række præcisionsmedicinske behandlinger til ARDS."
Prof. Kevin R. Ward
Holdet forudser muligheder for at udvikle teknologien til hurtigere diagnose og bedre sporing af flere andre inflammatoriske tilstande, der påvirker lungerne eller blodet, såsom lungebetændelse, astma og sepsis.
