Identifikace různých plicních onemocnění analýzou těkavých organických sloučenin ve vzorcích dechu (PHNOSE)

Do studie bude zahrnuto pět skupin pacientů; každá skupina bude zahrnovat 50-75 pacientů:

Skupina -1 - Zdravý dobrovolník, bude použit jako kontrola. Skupina -2 - Pacienti, u kterých bylo echokardiograficky diagnostikováno diastolické srdeční selhání s normálním tlakem v plicnici.

Skupina - 3 - Pacienti s diastolickým srdečním selháním a neúměrnou plicní hypertenzí potvrzeni pravostranným srdečním selháním.

Skupina - 4 - Pacienti s diagnózou chronické obstrukční plicní nemoci. Skupina 5 pacientů s diagnózou astmatu Pro každého pacienta budou shromážděny demografické a klinické údaje. Vydechovaný alveolární vzduch bude odebírán z každé testovací skupiny. Vzorky budou odebírány pomocí metody odběru dechu vyvinuté podle doporučení American Thoracic Society, která účinně předchází artefaktům a systematickým chybám. Od každé testované osoby budou odebrány dva sáčky: jeden pro analýzu plynovou chromatografií a druhý pro analýzu pomocí senzorového pole.

Abychom dosáhli umělého nosu, který má vysokou citlivost vůči jedinečným dechovým markerům pacientů se specifickým onemocněním, budeme postupovat podle 5fázového přístupu. Ve fázi 1 odebereme vhodné vzorky dechu od každého pacienta a porovnáme údaje o pacientech se zdravými kontrolami přizpůsobenými věku. Ve fázi 2 budeme analyzovat odebrané vzorky dechu pomocí elektronického nastavení nosu. Tyto vzorky dechu jsou naší tréninkovou sadou. Ve fázi 3 provedeme pomocnou chemickou analýzu pomocí plynové chromatografie spojené s hmotnostní spektrometrií vzorků dechu z různých hledisek. Fáze 4 se zaměří na vylepšení našeho elektronického nastavení nosu a bude probíhat souběžně s prvními třemi fázemi. Hlavní kroky této fáze budou zahrnovat:

• Zlepšení výkonu jednotlivých senzorů z hlediska citlivosti a selektivity ke specifickým biomarkerům onemocnění. Hlavním parametrem pro zlepšení senzoru bude volba organických funkcí nanomateriálů, ze kterých jsou senzory vyrobeny.
• Optimalizace výběru senzorů v poli. Pro výběr senzorů je nemusíme fyzicky vyměňovat, ale můžeme provést statistickou analýzu výstupu jednotlivých podskupin senzorů v poli namísto výstupu všech senzorů. Na základě výsledků chemické analýzy hmotnostního spektrometru plynového chromatografu vylepšíme a optimalizujeme pole našich senzorů tak, abychom dosáhli: (i) maximální citlivosti na biomarkery dechu studovaných onemocnění a jejich koncentrační profily závislé na stadiu; (ii) minimální citlivost na změny chemického složení dechu nesouvisející s onemocněním a (iii) minimální citlivost na hlavní složky dechu, jako je vodní pára. Technicky se zaměřujeme na dobrou reprodukovatelnost výroby senzoru. Pokusíme se zlepšit oddělení mezi testovacími skupinami sofistikovanějším statistickým zpracováním shromážděných dat. Ke konci této studie prokazující koncepci porovnáme výkon našeho senzorového pole s diagnózou podle klinických příznaků. Srovnání bude provedeno z hlediska skutečně pozitivní, pravdivě negativní, falešně pozitivní, falešně negativní, citlivosti a specificity.