A Identificação de Diferentes Doenças Pulmonares por Análise de Compostos Orgânicos Voláteis em Amostras de Respiração (PHNOSE)

Cinco grupos de pacientes serão incluídos no estudo; cada grupo incluirá 50-75 pacientes:

Grupo -1 - Voluntário saudável, será utilizado como controle. Grupo -2 - Pacientes com diagnóstico de insuficiência cardíaca diastólica com pressão arterial pulmonar normal pela ecocardiografia.

Grupo - 3 - Pacientes com diagnóstico de insuficiência cardíaca diastólica e hipertensão pulmonar desproporcional confirmada por insuficiência cardíaca direita.

Grupo - 4 - Pacientes diagnosticados com doença pulmonar obstrutiva crônica. Grupo- 5 Pacientes com diagnóstico de asma Serão coletados dados demográficos e clínicos de cada paciente. O ar alveolar exalado será coletado de cada grupo de teste. As amostras serão coletadas usando um método de coleta de respiração desenvolvido de acordo com as recomendações da American Thoracic Society, o que evita efetivamente artefatos e erros sistemáticos. De cada pessoa testada serão coletadas duas bolsas: uma para análise por cromatografia gasosa e outra para análise com o conjunto de sensores.

A fim de obter um nariz artificial com alta sensibilidade em relação aos marcadores respiratórios exclusivos de pacientes com doenças específicas, seguiremos uma abordagem de 5 fases. Na fase 1, coletaremos amostras de respiração adequadas de cada paciente e compararemos os dados do paciente com controles saudáveis ​​ajustados por idade. Na fase 2, analisaremos as amostras de respiração coletadas com a configuração do nariz eletrônico. Essas amostras de respiração são nosso conjunto de treinamento. Na fase-3 realizaremos análises químicas auxiliares, utilizando cromatografia gasosa aliada à espectrometria de massa das amostras respiratórias sob diferentes aspectos. A Fase 4 terá como objetivo o aprimoramento de nosso setup eletrônico de nariz e será realizada paralelamente às três primeiras fases. As principais etapas desta fase incluirão:

• Melhoria do desempenho dos sensores constituintes em termos de sensibilidade e selectividade aos biomarcadores de doenças específicas. O principal parâmetro para melhoria do sensor será a escolha das funcionalidades orgânicas dos nanomateriais que compõem os sensores.
• Otimização da escolha de sensores no array. Para escolher os sensores, não precisamos substituí-los fisicamente, mas podemos realizar a análise estatística da saída de determinados subgrupos de sensores na matriz, em vez da saída de todos os sensores. Com base nos resultados da análise química do espectrômetro de massa do cromatógrafo a gás, melhoraremos e otimizaremos nossa matriz de sensores de modo a obter: (i) sensibilidade máxima aos biomarcadores respiratórios das doenças estudadas e seus perfis de concentração dependentes do estágio; (ii) sensibilidade mínima a mudanças não relacionadas a doenças da composição química da respiração e (iii) sensibilidade mínima aos principais ingredientes da respiração, como vapor d'água. Tecnicamente, visamos uma boa reprodutibilidade da fabricação do sensor. Tentaremos melhorar a separação entre os grupos de teste por meio de um tratamento estatístico mais sofisticado dos dados coletados. No final deste estudo de prova de conceito, compararemos o desempenho de nossa matriz de sensores com o diagnóstico de acordo com os sintomas clínicos. A comparação será feita em termos de verdadeiro positivo, verdadeiro negativo, falso positivo, falso negativo, sensibilidade e especificidade.