Портативный монитор поможет выявлять синдром острой дыхательной недостаточности

Острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС) является наиболее тяжелой формой острого повреждения легких, которая содействует высокой смертности и длительной заболеваемости. Поскольку речь идет о динамическом синдроме с множественной этиологией, своевременная диагностика является затруднительной, как и отслеживание течения состояния.

Ввиду этого обстоятельства существует значительная потребность в раннем, быстром выявлении и диагностике, а также в клиническом мониторинге траектории ОРДС. Своевременная диагностика и отслеживание ОРДС проблематичны, потому что состояние может быстро изменяться и прогрессировать и может объясняться несколькими возможными причинами.

Научные сотрудники из Мичиганского университета (Анн-Арбор, штат Мичиган, США) разработали портативный анализатор дыхания, который способен точно и быстро обнаруживать ОРДС. Устройство обещает увеличить показатели выживаемости и снизить расходы на здравоохранение для людей с потенциально опасным для жизни состоянием легких. Технология была протестирована на 48 добровольцах, которые проходили лечение в больнице Мичиганского университета. Среди отобранных добровольцев ОРДС было у 21 человека, остальные рассматривались в качестве контрольной группы.

Оборудование, разработанное командой, представляет собой полностью автоматизированное портативное устройство двумерной газовой хроматографии с высокой пиковой емкостью (>200 при разрешении 1), высокой чувствительностью (sub-ppb), возможностью быстрого анализа (~ 30 минут) и возможностью выполнения на месте анализа дыхания пациентов. Технология оборудования использует газовую хроматографию для анализа почти 100 молекул в выдыхаемом воздухе. Образец дыхания захватывается через трубку, которая подключается к порту выдоха механического вентилятора.

Разработанный алгоритм основан на машинном обучении, методе главных компонент (principal component analysis, PCA) и линейном дискриминантном анализе (ЛДА). По сравнению с экспертными оценками, сделанными врачами на основе Берлинских критериев, устройство и алгоритм достигли общей точности 87,1%, с 94,1% положительной прогностической ценности и 82,4% отрицательной прогностической ценности. Результаты анализа позволили врачам не только проверить наличие ОРДС, но и определить, насколько далеко продвинулось это состояние. Оборудование может также контролировать прогресс лечения после постановки диагноза.

Ученые пришли к выводу, что высокая общая точность и высокая положительная предиктивная ценность свидетельствуют о том, что метод анализа дыхания может точно диагностировать ОРДС. Возможность непрерывного и неинвазивного мониторинга выдыхаемого воздуха для ранней диагностики, отслеживания траектории заболевания и прогнозирования результатов мониторинга ОРДС может оказать значительное влияние на изменение практики оказания помощи и улучшение результатов лечения пациентов. Исследование было опубликовано 1 августа 2019 года в журнале Analytical and Bioanalytical Chemistry.

Ссылки по теме:
University of Michigan