Respiratorio

Il dispositivo di monitoraggio del respiro portatile rileva rapidamente una malattia polmonare potenzialmente letale

Gli scienziati hanno sviluppato un analizzatore del respiro portatile in grado di rilevare con precisione e rapidità la sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS). Il dispositivo promette di aumentare i tassi di sopravvivenza e ridurre i costi sanitari per le persone con condizioni polmonari potenzialmente letali.

Il team descrive lo sviluppo e il collaudo della nuova tecnologia compatta – che ha all’incirca le dimensioni di una scatola da scarpe – in un documento che appare sulla rivista Chimica analitica e bioanalitica.

La diagnosi e il monitoraggio tempestivi di ARDS sono molto difficili perché la condizione può cambiare e progredire rapidamente e ha diverse possibili cause.

“Gli strumenti di previsione ARDS più comunemente utilizzati sono corretti solo circa il 18% delle volte”, afferma l’autore dello studio co-senior Xudong Fan, professore di ingegneria biomedica presso l’Università del Michigan, ad Ann Arbor.

Al contrario, lui e i suoi colleghi hanno dimostrato che l’analizzatore di respiro portatile completamente automatizzato è in grado di diagnosticare l’ARDS con un’accuratezza del 90% in circa 30 minuti.

I ricercatori hanno testato la tecnologia su 48 volontari che stavano ricevendo un trattamento presso l’ospedale dell’Università del Michigan. Dei volontari, 21 avevano l’ARDS e gli altri servivano da controllo.

“Abbiamo scoperto”, spiega il prof. Fan, “che se il nostro dispositivo ci dice che il paziente è positivo per l’ARDS, è molto probabile che siano positivi”.

Strumento diagnostico e di monitoraggio

La tecnologia del dispositivo utilizza la gascromatografia per analizzare quasi 100 molecole nel respiro espirato. Cattura un campione di respiro attraverso un tubo che si collega alla porta di espirazione di un ventilatore meccanico.

I risultati dell’analisi consentono ai medici non solo di testare l’ARDS, ma anche di determinare quanto sia avanzata la condizione. Il dispositivo può anche monitorare l’avanzamento del trattamento dopo la diagnosi.

“Siamo in grado di rilevare l’insorgenza e il miglioramento della condizione prima che si verifichino cambiamenti tradizionali nei raggi X e negli esami del sangue”, spiega il prof. Fan.

La maggior parte delle persone che sviluppano ARDS sono in ospedale, in cura per altre condizioni di salute.

È raro che l’ARDS si sviluppi al di fuori dell’ospedale; quando ciò accade, è molto probabile perché la persona ha già una polmonite grave o una condizione grave simile.

Secondo le informazioni sul presente studio del National Institutes of Health (NIH), circa 200.000 persone sviluppano ARDS e 74.000 muoiono ogni anno negli Stati Uniti.

Polmonite, sepsi, trauma e aspirazione sono tra le cause dell’ARDS. Questi fanno infiammare i polmoni e si riempiono di liquido. Il fluido ostruisce le minuscole sacche d’aria dei polmoni, attraverso le quali l’ossigeno passa nel sangue e l’anidride carbonica ne esce.

Le persone con ARDS di solito richiedono un trattamento di terapia intensiva e il supporto di ventilatori meccanici fino a quando i loro polmoni guariscono.

Tuttavia, molti di coloro che sopravvivono all’ARDS fanno fatica a tornare alle loro normali attività perché la loro funzione polmonare rimane scarsa.

Rilevamento e tracciamento precedenti

Rilevare ARDS in precedenza è la chiave per migliorare le possibilità e la qualità del recupero.

“La nostra capacità di migliorare i risultati con ARDS”, afferma l’autore dello studio co-senior Kevin R. Ward, professore di medicina d’urgenza e ingegneria biomedica presso l’Università del Michigan, “è stato sostanzialmente bloccato dalla mancanza di tecnologie che possono rapidamente e con precisione diagnosticare precocemente la malattia e monitorarne i progressi “.

L’attuale metodo per diagnosticare l’ARDS si basa sulle radiografie del torace, che sono costose e comportano l’esposizione alle radiazioni e gli esami del sangue, che sono invasivi.

Queste procedure richiedono ore per produrre risultati e i medici devono ripeterli per monitorare i progressi. Nella migliore delle ipotesi, possono solo mostrare come la condizione era precedente; non lo seguono in tempo reale.

“Tutti i nostri metodi attuali ci portano a trattare la malattia troppo tardi o a non avere informazioni che ci dicono se le nostre terapie stanno facendo la differenza abbastanza presto”, spiega il Prof. Ward.

“Utilizzando il respiro espirato, la tecnologia che abbiamo sviluppato risolve entrambi i problemi e apre opportunità significative per permetterci di trattare in anticipo e sviluppare una serie di terapie di medicina di precisione per l’ARDS”.

Prof. Kevin R. Ward

Il team prevede l’opportunità di sviluppare la tecnologia per una diagnosi più rapida e un migliore monitoraggio di molte altre condizioni infiammatorie che colpiscono i polmoni o il sangue, come polmonite, asma e sepsi.

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