Der tragbare Atemmonitor erkennt schnell lebensbedrohliche Lungenerkrankungen
Wissenschaftler haben ein tragbares Atemanalysegerät entwickelt, mit dem das akute Atemnotsyndrom (ARDS) genau und schnell erkannt werden kann. Das Gerät verspricht, die Überlebensraten zu erhöhen und die Gesundheitskosten für Menschen mit potenziell lebensbedrohlichen Lungenerkrankungen zu senken.
Das Team beschreibt die Entwicklung und Erprobung der kompakten neuen Technologie - die ungefähr die Größe eines Schuhkartons hat - in einem Artikel, der im Journal veröffentlicht wird Analytische und Bioanalytische Chemie.
Die rechtzeitige Diagnose und Verfolgung von ARDS ist sehr schwierig, da sich der Zustand schnell ändern und fortschreiten kann und mehrere mögliche Ursachen hat.
„Die am häufigsten verwendeten ARDS-Vorhersagewerkzeuge sind nur in etwa 18% der Fälle korrekt“, sagt der Co-Senior-Studienautor Xudong Fan, Professor für biomedizinische Technik an der University of Michigan in Ann Arbor.
Im Gegensatz dazu zeigten er und seine Kollegen, dass der vollautomatische tragbare Atemanalysator ARDS mit einer Genauigkeit von 90% in etwa 30 Minuten diagnostizieren kann.
Die Forscher testeten die Technologie an 48 Freiwilligen, die am Krankenhaus der Universität von Michigan behandelt wurden. Von den Freiwilligen hatten 21 ARDS und die anderen dienten als Kontrollen.
"Wir haben festgestellt", erklärt Prof. Fan, "dass es sehr wahrscheinlich ist, dass der Patient positiv ist, wenn unser Gerät uns sagt, dass der Patient positiv für ARDS ist."
Diagnose- und Überwachungstool
Die Technologie in dem Gerät verwendet Gaschromatographie, um fast 100 Moleküle in ausgeatmetem Atem zu analysieren. Es erfasst eine Atemprobe durch einen Schlauch, der an die Ausatemöffnung eines mechanischen Beatmungsgeräts angeschlossen ist.
Die Ergebnisse der Analyse ermöglichen es Ärzten, nicht nur auf ARDS zu testen, sondern auch festzustellen, wie weit die Erkrankung fortgeschritten ist. Das Gerät kann auch den Behandlungsfortschritt nach der Diagnose überwachen.
„Wir sind in der Lage, den Beginn und die Verbesserung des Zustands zu erkennen, bevor herkömmliche Veränderungen bei Röntgenstrahlen und Blutuntersuchungen auftreten“, erklärt Prof. Fan.
Die meisten Menschen, die ARDS entwickeln, sind im Krankenhaus und werden wegen anderer gesundheitlicher Probleme behandelt.
Es ist selten, dass sich ARDS außerhalb des Krankenhauses entwickelt. Wenn dies geschieht, ist dies höchstwahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass die Person bereits eine schwere Lungenentzündung oder einen ähnlich schwerwiegenden Zustand hat.
Nach Informationen über die vorliegende Studie der National Institutes of Health (NIH) entwickeln in den USA jedes Jahr rund 200.000 Menschen ARDS und 74.000 sterben an dieser Krankheit.
Lungenentzündung, Sepsis, Trauma und Aspiration gehören zu den Ursachen von ARDS. Diese führen dazu, dass sich die Lungen entzünden und sich mit Flüssigkeit füllen. Die Flüssigkeit verstopft die winzigen Luftsäcke der Lunge, durch die Sauerstoff in das Blut und Kohlendioxid aus dem Blut gelangt.
Menschen mit ARDS benötigen normalerweise eine Intensivbehandlung und Unterstützung durch mechanische Beatmungsgeräte, bis ihre Lungen geheilt sind.
Viele derjenigen, die ARDS überleben, haben jedoch Schwierigkeiten, zu ihren regulären Aktivitäten zurückzukehren, da ihre Lungenfunktion weiterhin schlecht ist.
Frühere Erkennung und Verfolgung
Das frühzeitige Erkennen von ARDS ist der Schlüssel zur Verbesserung der Chancen und der Qualität der Wiederherstellung.
"Unsere Fähigkeit, die Ergebnisse mit ARDS zu verbessern", sagt Kevin R. Ward, Co-Senior-Studienautor, Professor für Notfallmedizin und biomedizinische Technik an der Universität von Michigan, "wurde im Wesentlichen durch den Mangel an Technologien gestoppt, die schnell und genau funktionieren." diagnostizieren Sie die Krankheit frühzeitig und verfolgen Sie ihren Fortschritt. “
Die derzeitige Methode zur Diagnose von ARDS basiert auf Röntgenaufnahmen des Brustkorbs, die teuer sind und Strahlenexposition beinhalten, und invasiven Blutuntersuchungen.
Diese Verfahren dauern Stunden, um Ergebnisse zu erzielen, und Ärzte müssen sie wiederholen, um den Fortschritt zu überwachen. Im besten Fall können sie nur zeigen, wie der Zustand früher war; Sie verfolgen es nicht in Echtzeit.
„Alle unsere derzeitigen Methoden führen dazu, dass wir die Krankheit zu spät behandeln oder keine Informationen haben, die uns sagen, ob unsere Therapien früh genug einen Unterschied machen“, erklärt Prof. Ward.
"Durch die Verwendung von ausgeatmetem Atem löst die von uns entwickelte Technologie beide Probleme und eröffnet bedeutende Möglichkeiten, um früher behandeln zu können und eine Vielzahl von präzisen medizinischen Therapien für ARDS zu entwickeln."
Prof. Kevin R. Ward
Das Team sieht Möglichkeiten zur Entwicklung der Technologie für eine schnellere Diagnose und bessere Verfolgung mehrerer anderer entzündlicher Erkrankungen, die die Lunge oder das Blut betreffen, wie Lungenentzündung, Asthma und Sepsis.
