La identificación de diferentes enfermedades pulmonares mediante el análisis de compuestos orgánicos volátiles en muestras de aliento (PHNOSE)

Se incluirán cinco grupos de pacientes en el estudio; cada grupo incluirá 50-75 pacientes:

Grupo -1 - Voluntario sano, se usará como control. Grupo -2 - Pacientes diagnosticados de insuficiencia cardíaca diastólica con presión arterial pulmonar normal por ecocardiografía.

Grupo - 3 - Pacientes con diagnóstico de insuficiencia cardiaca diastólica e hipertensión pulmonar desproporcionada confirmada por insuficiencia cardiaca derecha.

Grupo - 4 - Pacientes diagnosticados de enfermedad pulmonar obstructiva crónica. Grupo- 5 Pacientes diagnosticados de asma Se recogerán datos demográficos y clínicos de cada paciente. El aire alveolar exhalado se recolectará de cada grupo de prueba. Las muestras se recolectarán utilizando un método de recolección de aliento desarrollado de acuerdo con las recomendaciones de la American Thoracic Society, que evita de manera efectiva los artefactos y los errores sistemáticos. Se recogerán dos bolsas de cada persona analizada: una para el análisis por cromatografía de gases y otra para el análisis con el sensor array.

Para lograr una nariz artificial que tenga una alta sensibilidad hacia los marcadores respiratorios únicos de pacientes con enfermedades específicas, seguiremos un enfoque de 5 fases. En la fase 1, recopilaremos muestras de aliento adecuadas de cada paciente y compararemos los datos del paciente con controles sanos ajustados por edad. En la fase 2, analizaremos las muestras de aliento recolectadas con la configuración de la nariz electrónica. Estas muestras de aliento son nuestro conjunto de entrenamiento. En la fase 3 llevaremos a cabo análisis químicos auxiliares, usando cromatografía de gases unida a espectrometría de masas de las muestras de aliento bajo diferentes aspectos. La Fase 4 tendrá como objetivo la mejora de nuestra configuración de nariz electrónica y se llevará a cabo en paralelo a las tres primeras fases. Los pasos principales de esta fase incluirán:

• Mejora del rendimiento de los sensores constituyentes en términos de sensibilidad y selectividad a los biomarcadores de enfermedades específicas. El parámetro principal para la mejora del sensor será la elección de las funcionalidades orgánicas de los nanomateriales que componen los sensores.
• Optimización de la elección de sensores en el arreglo. Para elegir los sensores, no tenemos que reemplazarlos físicamente, pero podemos realizar el análisis estadístico de la salida de subgrupos particulares de sensores en la matriz, en lugar de la salida de todos los sensores. Sobre la base de los resultados del análisis químico del espectrómetro de masas del cromatógrafo de gases, mejoraremos y optimizaremos nuestro conjunto de sensores para lograr: (i) la máxima sensibilidad a los biomarcadores del aliento de las enfermedades estudiadas y sus perfiles de concentración dependientes de la etapa; (ii) sensibilidad mínima a cambios no relacionados con enfermedades de la composición química del aliento y (iii) sensibilidad mínima a los principales ingredientes del aliento, como el vapor de agua. Técnicamente, nuestro objetivo es una buena reproducibilidad de la fabricación del sensor. Intentaremos mejorar la separación entre los grupos de prueba mediante un tratamiento estadístico más sofisticado de los datos recopilados. Hacia el final de este estudio de prueba de concepto, compararemos el rendimiento de nuestro conjunto de sensores con el diagnóstico según los síntomas clínicos. La comparación se realizará en términos de verdadero positivo, verdadero negativo, falso positivo, falso negativo, sensibilidad y especificidad.