En regardant à l'intérieur du revêtement protecteur d'un moniteur respiratoire portable développé par l'Université du Michigan qui peut détecter rapidement et avec précision le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) à l'intérieur de l'unité de soins intensifs de l'hôpital de l'Université du Michigan le 2 juillet, 2019. Photo de Robert Coelius/Michigan Engineering, Communication et marketing
Un petit, le moniteur d'haleine portable développé à l'Université du Michigan peut détecter rapidement et avec précision le syndrome de détresse respiratoire aiguë, une maladie souvent mortelle qui provoque une fuite de liquide dans les poumons et nécessite un diagnostic précoce.
Pour détecter la condition aujourd'hui, les médecins se fient beaucoup à leur propre jugement et à des tests chronophages. Les chercheurs affirment que leur nouvelle technologie pourrait améliorer les taux de survie et réduire le coût des soins.
L'appareil, un système de chromatographie en phase gazeuse, peut diagnostiquer le SDRA avec une précision de près de 90 % en aussi peu que 30 minutes. En outre, sa rapidité et sa rentabilité lui permettent de servir essentiellement de moniteur en temps réel pour les patients, aider à se concentrer et à ajuster les traitements en cours. Quarante-huit patients volontaires à l'hôpital U-M, 21 avec SDRA, participé au test de l'appareil.
"Les outils de prédiction ARDS les plus couramment utilisés ne sont corrects qu'environ 18% du temps, " a déclaré Xudong (Sherman) Fan, U-M professeur de génie biomédical. « Nous avons constaté que si notre appareil nous indique que le patient est positif pour le SDRA, il est fort probable qu'ils soient positifs.
"Nous sommes en mesure de détecter l'apparition et l'amélioration de la maladie avant que les changements traditionnels dans les rayons X et les tests sanguins ne se produisent."
Les recherches de U-M apparaissent dans la revue Chimie analytique et bioanalytique .
À l'intérieur du revêtement protecteur d'un moniteur d'haleine portable. Photo de Robert Coelius/Michigan Engineering, Communication et marketing
Le SDRA est un état grave d'inflammation pulmonaire qui peut être causé par une pneumonie, état septique, traumatisme, aspiration ou une combinaison de ceux-ci. Il porte un taux de mortalité élevé. Aux États-Unis chaque année, 200, 000 cas sont diagnostiqués, résultant en 74, 000 morts.
Beaucoup de ceux qui survivent ont une mauvaise fonction pulmonaire et ont de grandes difficultés à reprendre leurs activités quotidiennes habituelles. Il n'y a pas de remède pour le SDRA, et la ventilation mécanique dans une unité de soins intensifs est généralement nécessaire pour soutenir le patient jusqu'à ce que le poumon guérisse. Sa détection précoce améliore les résultats des patients.
Le dispositif unique d'U-M échantillonne l'haleine d'un patient à travers un tube connecté à l'orifice d'expiration d'un ventilateur mécanique. Il analyse près de 100 composés organiques volatils - des biomarqueurs qui peuvent non seulement détecter le SDRA, mais aussi déterminer à quelle distance se trouve la maladie. Au début du traitement, l'appareil peut contrôler son efficacité.
Actuellement, un médecin qui soupçonne le SDRA ordonnera une radiographie pulmonaire et des analyses de sang. La première est coûteuse et expose le patient aux radiations, et la seconde est envahissante. La combinaison peut prendre des heures pour analyser complètement, et ces résultats représentent un instantané dans le temps. Pour savoir si l'état s'améliore ou s'aggrave, ils doivent être répétés.
« Notre capacité à améliorer les résultats avec le SDRA a été essentiellement interrompue par le manque de technologies capables de diagnostiquer rapidement et avec précision la maladie à un stade précoce ainsi que de suivre sa progression, " a déclaré Kevin Ward, U-M professeur de médecine d'urgence et de génie biomédical. "Toutes nos méthodes actuelles nous amènent à traiter la maladie trop tard ou à ne pas avoir d'informations nous indiquant si nos thérapies font une différence assez tôt.
"En utilisant la respiration expirée, la technologie que nous avons développée résout les deux problèmes et ouvre des opportunités importantes pour nous permettre de traiter plus tôt et de développer une multitude de thérapies de médecine de précision pour le SDRA."
Voir les résultats d'un moniteur d'haleine portable. Photo de Robert Coelius/Michigan Engineering, Communication et marketing
Fan et Ward considèrent le SDRA comme la première de nombreuses conditions qui pourraient être mieux identifiées et suivies avec cette nouvelle technologie.
"La technologie devrait également être extrêmement utile pour détecter et suivre l'évolution de nombreuses autres maladies telles que la pneumonie, état septique, l'asthme et d'autres associés à une inflammation pulmonaire ou sanguine systémique, " dit Ward.
Fan et son équipe de recherche sont spécialisés dans l'analyse de biomarqueurs, substances dans les fluides corporels comme la salive, souffle, l'urine et la sueur qui peuvent nous en dire beaucoup sur ce qui se passe, qui peuvent indiquer la présence de conditions particulières.
Le système de chromatographie en phase gazeuse est le résultat d'un partenariat de recherche et développement avec le Michigan Center for Integrative Research in Critical Care. Son développement a été soutenu par le programme FFMI MTRAC de l'Université du Michigan ainsi que par les subventions R-21 et NCAI des National Institutes of Health.
L'université poursuit la protection par brevet de la propriété intellectuelle et recherche des partenaires de commercialisation pour aider à mettre la technologie sur le marché.
