Desempenho de diagnóstico de insuficiência cardíaca de um algoritmo de análise de expirograma avaliando 4 biomarcadores (SenseIR-IC)

No contexto das doenças crónicas e da insuficiência cardíaca (IC) em particular, a telemedicina e a telemonitorização surgiram hoje como grandes desafios clínicos. O desenvolvimento de sistemas de medição no local de atendimento utilizando dispositivos portáteis fornece “biomarcadores digitais” que são um elemento-chave no monitoramento remoto.

Os biomarcadores contidos no ar exalado podem constituir “biomarcadores digitais”, uma vez que a medição de moléculas no ar exalado não é invasiva. Atualmente, 6 biomarcadores exalados são validados pelo FDA dos EUA e utilizados em contexto clínico. Na insuficiência cardíaca, quatro espécies diferentes demonstraram ser de potencial interesse diagnóstico ou prognóstico: NO, CO, acetona e isopreno. No entanto, embora a concentração destas espécies no ar alveolar (CA) reflita a sua concentração sanguínea (Cs), a relação é mais complexa, devendo ter-se em conta os diferentes compartimentos da árvore brônquica e as trocas que ocorrem dentro desses diferentes compartimentos. . Assim, medir a concentração de uma espécie no ar exalado durante uma expiração completa (ou "expirograma") utilizando uma medição em tempo real, acaba por ser dependente não apenas da concentração sistémica da espécie, mas também de alterações na função pulmonar. .Assim, a obtenção de um expirograma permite não só especificar a medição da fonte endógena da espécie, mas também fornece informações sobre alterações da função pulmonar, diretamente induzidas pela insuficiência cardíaca, e que têm um valor prognóstico bem reconhecido.

→ A combinação de diferentes candidatos a biomarcadores exalados na CI, durante uma medição em tempo real da expiração forçada, usando sensores seletivos, sensíveis e miniaturizáveis, forneceria informações diagnósticas, prognósticas e de resultados do paciente na insuficiência cardíaca.

A espectroscopia fotoacústica aprimorada por quartzo (QEPAS) é um método adequado para monitoramento remoto de pacientes com insuficiência cardíaca. Permite a criação de sensores caracterizados por boa seletividade e baixos limiares de detecção. Além do mais, a análise em tempo real é possível e os sensores são potencialmente miniaturizáveis. Estes sensores são, portanto, capazes de fornecer expiragramas para diferentes espécies (em vez de simplesmente medir a AC no final da expiração). Sinais complexos deste tipo podem ser analisados ​​usando modelagem matemática e técnicas de inteligência artificial, como “redes neurais profundas”. Esses métodos de modelagem matemática têm sido usados ​​para modelar parâmetros de função pulmonar, neurológica ou cardíaca.

Como parte de um projeto de pesquisa translacional em colaboração com o Dr. A. Vicet (MCF-UM, Institut d'Electronique et des Systèmes) e o Prof. A equipe de pesquisa está atualmente desenvolvendo sensores para vários biomarcadores exalados usando o método QEPAS, que foram acoplados à quantificação síncrona de volumes, fluxos e compartimentos pulmonares. Esses sensores estão atualmente em validação analítica (em laboratório). Os primeiros expirogramas foram obtidos e modelados usando um método de redução de dimensão de regressão spline.