가스 크로마토그래피 - 이온 이동성 분광법(GC-IMS)을 사용하여 Covid-19와 관련하여 폐렴의 비침습적 검출

날숨의 휘발성 유기 화합물(VOC) 분석은 폐 감염 진단에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 가스 크로마토그래피 및 질량 분석법(GC-MS)을 통해 2,000개 이상의 VOC를 검출할 수 있습니다. 감지된 VOC 패턴은 만성 폐쇄성 폐질환, 천식, 폐암 및 간질성 폐질환에 대한 정보를 제공할 수 있습니다. 불행히도 GC-MS는 매우 민감하지만 침대 옆에서 수행할 수 없으며 샘플을 준비하고 분석을 실행한 다음 결과를 해석하는 데 기껏해야 몇 시간이 걸립니다.

다른 호흡 분석 방법과 비교할 때 IMS(Ion Mobility Spectrometry)는 VOC 검출률이 10배 더 높습니다. Ion Mobility 분광기를 GC 컬럼과 결합함으로써 GC-IMS는 3차원 크로마토그램에서 시각화하여 VOC를 즉시 2중 분리합니다. 총 분석 시간은 약 300초이며 병상 분석이 가능하도록 장비가 소형화되었습니다.

BreathSpec 기계는 이전에 Edinburgh Cancer Center(REC ref 16-SS-0059, H2020 TOXI-triage 프로젝트의 일부로 http://www.toxi-triage. 유럽 ​​연합/) 및 Edinburgh Royal Infirmary의 ED에 내원한 환자의 폐렴(REC ref 18-LO-1029). 이 작업은 이러한 호흡 샘플에서 수집된 방대한 양의 데이터를 신속하게 분석하여 폐렴이나 방사선 손상과 같은 특정 병리학적 과정을 나타낼 수 있는 서명을 식별할 수 있는 인공 지능 방법론을 개발했습니다.

TOXI 분류 프로젝트는 BreathSpec GC-IMS가 대량 사상자 상황에서 특정 휘발성 액체에 노출된 사람들을 식별하기 위해 신속하게 개인을 분류할 수 있음을 보여주었습니다(http://www.toxi-triage.eu/).

파일럿 시험은 Royal Liverpool University Hospital의 급성 의료 부서에서 흉부 감염을 평가했습니다. 최종 진단 모델은 0.73(95% CI 0.61-0.86)의 AUC-ROC(Receiver Operator Characteristic Curve) 영역을 가진 다른 약제로 인한 흉부 감염과 세균성 흉부 감염 사이의 공정한 구별을 허용했습니다. 요약 테스트 특성은 62%(95% CI 41-80%)의 민감도와 80%(95% CI 64-91%)의 특이도였습니다[8].

이것은 박테리아 또는 바이러스성 상기도 또는 하기도 감염 환자의 호흡 샘플을 구별하는 것을 목표로 하는 EU H2020 자금 지원 "Breathspec 연구"에서 확장되었습니다. 1,220명 이상의 환자가 모집되었으며, 191명의 환자는 확실히 박테리아 감염으로 확인되었고 671명은 확실히 박테리아가 아닌 것으로 분류되었습니다. 259명의 환자가 바이러스 감염이 확인된 모든 환자에 대해 바이러스 검사를 실시했습니다. 날짜 처리는 이 방법론을 사용하여 얼마나 잘 구분할 수 있는지 결정하기 위해 계속 진행 중입니다. 100명 이상의 환자가 에든버러에서 이 연구에 모집되었습니다. 그 이후로 인공 지능이 분석 프로세스에 통합되어 더 빠르고 정교한 분석이 가능해졌습니다.

우리의 야망은 이 기술이 Covid-19 폐렴의 징후를 식별하거나 비침습적으로 수집된 호흡 샘플에서 10분 이내에 Covid-19에 대한 고위험 및 저위험 범주로 환자를 분류할 수 있도록 하는 것입니다. 이를 통해 개인 보호 장비(PPE), 코호트, 전담 의료 및 간호 인력을 포함하여 고위험 환자와 관련된 희소한 리소스 및 복잡한 프로토콜을 타겟팅할 수 있습니다.

2020년 7월 건강한 자원봉사자 추가 - 40명