Draagbare ademmonitor detecteert snel levensbedreigende longaandoeningen
Wetenschappers hebben een draagbare ademanalysator ontwikkeld die het acute respiratory distress syndrome (ARDS) nauwkeurig en snel kan detecteren. Het apparaat belooft de overlevingskansen te verhogen en de zorgkosten te verlagen voor mensen met de mogelijk levensbedreigende longaandoening.
Het team beschrijft de ontwikkeling en het testen van de compacte nieuwe technologie - die ongeveer zo groot is als een schoenendoos - in een paper die in het tijdschrift voorkomt Analytische en bioanalytische chemie.
Tijdige diagnose en volgen van ARDS zijn zeer uitdagend omdat de aandoening kan veranderen en snel kan voortschrijden en verschillende mogelijke oorzaken heeft.
"De meest gebruikte ARDS-voorspellingshulpmiddelen zijn slechts ongeveer 18% van de tijd correct", zegt co-senior studie auteur Xudong Fan, een professor in biomedische technologie aan de Universiteit van Michigan, in Ann Arbor.
Daarentegen toonden hij en zijn collega's aan dat de volledig geautomatiseerde draagbare ademanalysator ARDS kan diagnosticeren met een nauwkeurigheid van bijna 90% in ongeveer 30 minuten.
De onderzoekers testten de technologie op 48 vrijwilligers die werden behandeld in het ziekenhuis van de University of Michigan. Van de vrijwilligers hadden 21 ARDS en de anderen dienden als controles.
"We hebben ontdekt", legt prof. Fan uit, "dat als ons apparaat ons vertelt dat de patiënt positief is voor ARDS, het zeer waarschijnlijk is dat ze positief zijn."
Diagnose- en bewakingstool
De technologie in het apparaat maakt gebruik van gaschromatografie om bijna 100 moleculen in uitgeademde lucht te analyseren. Het vangt een ademmonster op via een buis die wordt aangesloten op de uitademingspoort van een mechanische ventilator.
Met de resultaten van de analyse kunnen artsen niet alleen op ARDS testen, maar ook bepalen hoe ver de aandoening is gevorderd. Het apparaat kan ook de voortgang van de behandeling volgen na de diagnose.
"We zijn in staat om het begin en de verbetering van de aandoening te detecteren voordat traditionele veranderingen in röntgenfoto's en bloedtesten plaatsvinden", legt prof. Fan uit.
De meeste mensen die ARDS ontwikkelen, zijn in het ziekenhuis en worden behandeld voor andere gezondheidsproblemen.
Het komt zelden voor dat ARDS zich buiten het ziekenhuis ontwikkelt; wanneer dit gebeurt, is de kans groot dat de persoon al een ernstige longontsteking of een vergelijkbare ernstige aandoening heeft.
Volgens informatie over de huidige studie van de National Institutes of Health (NIH) ontwikkelen ongeveer 200.000 mensen ARDS en sterven er elk jaar 74.000 aan de aandoening in de Verenigde Staten.
Longontsteking, sepsis, trauma en aspiratie behoren tot de oorzaken van ARDS. Deze zorgen ervoor dat de longen ontstoken raken en zich vullen met vloeistof. De vloeistof blokkeert de kleine luchtzakjes van de longen, waardoor zuurstof in het bloed stroomt en koolstofdioxide eruit stroomt.
Mensen met ARDS hebben meestal intensieve zorg nodig en ondersteuning van mechanische ventilatoren totdat hun longen genezen.
Veel van degenen die ARDS overleven, hebben echter moeite om terug te keren naar hun normale activiteiten omdat hun longfunctie slecht blijft.
Eerdere detectie en tracking
Het eerder detecteren van ARDS is de sleutel tot het verbeteren van de kansen en kwaliteit van herstel.
"Ons vermogen om resultaten te verbeteren met ARDS", zegt co-senior studie auteur Kevin R. Ward, een professor in spoedeisende geneeskunde en biomedische technologie aan de Universiteit van Michigan, "is in feite gestopt door het gebrek aan technologieën die snel en nauwkeurig kunnen werken. diagnosticeer de ziekte vroegtijdig en volg de voortgang ervan. "
De huidige methode voor het diagnosticeren van ARDS is gebaseerd op röntgenfoto's van de borst, die kostbaar zijn en blootstelling aan straling met zich meebrengen, en bloedonderzoeken, die invasief zijn.
Het duurt uren voordat deze procedures resultaten opleveren en artsen moeten ze herhalen om de voortgang te volgen. Op hun best kunnen ze alleen laten zien hoe de aandoening eerder was; ze volgen het niet in realtime.
"Al onze huidige methoden hebben tot gevolg dat we de ziekte te laat behandelen of niet beschikken over informatie die ons vertelt of onze therapieën snel genoeg een verschil maken", legt prof. Ward uit.
"Door gebruik te maken van uitgeademde lucht, lost de technologie die we hebben ontwikkeld beide problemen op en biedt het aanzienlijke mogelijkheden om eerder te behandelen en een groot aantal precisiegeneeskundige therapieën voor ARDS te ontwikkelen."
Prof. Kevin R. Ward
Het team voorziet mogelijkheden om de technologie te ontwikkelen voor een snellere diagnose en betere tracking van verschillende andere ontstekingsaandoeningen die de longen of het bloed aantasten, zoals longontsteking, astma en sepsis.
