Identyfikacja różnych chorób płuc poprzez analizę lotnych związków organicznych w próbkach oddechu (PHNOSE)

Do badania zostanie włączonych pięć grup pacjentów; każda grupa będzie liczyć 50-75 pacjentów:

Grupa -1 — zdrowy ochotnik, użyje jako kontroli. Grupa -2 - Pacjenci z rozkurczową niewydolnością serca z prawidłowym ciśnieniem w tętnicy płucnej za pomocą echokardiografii.

Grupa - 3 - Pacjenci z rozpoznaną rozkurczową niewydolnością serca i nieproporcjonalnym nadciśnieniem płucnym potwierdzonym prawokomorową niewydolnością serca.

Grupa - 4 - Chorzy z rozpoznaną przewlekłą obturacyjną chorobą płuc. Grupa 5 Pacjenci ze zdiagnozowaną astmą Dane demograficzne i kliniczne zostaną zebrane dla każdego pacjenta. Z każdej grupy testowej zostanie pobrane wydychane powietrze pęcherzykowe. Próbki będą pobierane przy użyciu metody zbierania oddechów opracowanej zgodnie z zaleceniami American Thoracic Society, która skutecznie unika artefaktów i błędów systematycznych. Od każdej badanej osoby zostaną pobrane dwa worki: jeden do analizy chromatografem gazowym, a drugi do analizy z matrycą czujników.

Aby uzyskać sztuczny nos, który ma wysoką czułość na unikalne markery oddechowe pacjentów z określoną chorobą, zastosujemy podejście 5-fazowe. W fazie 1 pobierzemy odpowiednie próbki oddechu od każdego pacjenta i porównamy dane pacjenta ze zdrowymi kontrolami dostosowanymi do wieku. W fazie 2 przeanalizujemy zebrane próbki oddechu z elektroniczną konfiguracją nosa. Te próbki oddechu to nasz zestaw treningowy. W fazie 3 przeprowadzimy pomocniczą analizę chemiczną, stosując chromatografię gazową połączoną ze spektrometrią mas próbek oddechu pod różnymi względami. Faza 4 będzie miała na celu ulepszenie konfiguracji naszego elektronicznego nosa i będzie prowadzona równolegle do pierwszych trzech faz. Główne etapy tej fazy będą obejmować:

• Poprawa działania sensorów składowych pod względem czułości i selektywności wobec określonych biomarkerów chorób. Głównym parametrem udoskonalania czujników będzie wybór organicznych funkcjonalności nanomateriałów wchodzących w skład czujników.
• Optymalizacja doboru czujników w szyku. Dobierając czujniki nie musimy ich fizycznie wymieniać, ale możemy przeprowadzić analizę statystyczną wyjścia poszczególnych podgrup czujników w tablicy, zamiast wyjścia wszystkich czujników. Bazując na wynikach analizy chemicznej spektrometru mas z chromatografem gazowym, udoskonalimy i zoptymalizujemy naszą matrycę sensoryczną tak, aby osiągnąć: (i) maksymalną czułość na biomarkery oddechowe badanych chorób i profile ich stężeń zależne od stopnia zaawansowania; (ii) minimalna wrażliwość na niezwiązane z chorobą zmiany składu chemicznego oddechu oraz (iii) minimalna wrażliwość na główne składniki oddechu, takie jak para wodna. Technicznie dążymy do dobrej powtarzalności wykonania czujnika. Postaramy się poprawić separację między grupami testowymi poprzez bardziej wyrafinowaną obróbkę statystyczną zebranych danych. Pod koniec tego badania sprawdzającego słuszność koncepcji porównamy wydajność naszego zestawu czujników z diagnozą opartą na objawach klinicznych. Porównanie zostanie przeprowadzone pod względem prawdziwie pozytywnego, prawdziwie negatywnego, fałszywie pozytywnego, fałszywie negatywnego, czułości i specyficzności.