Olhando dentro da cobertura protetora de um monitor portátil de respiração desenvolvido pela Universidade de Michigan que pode detectar com rapidez e precisão a síndrome da angústia respiratória aguda (SDRA) dentro da unidade de cuidados intensivos do Hospital da Universidade de Michigan em 2 de julho, 2019. Foto de Robert Coelius / Michigan Engineering, Comunicações e Marketing
Um pequeno, monitor portátil de respiração desenvolvido na Universidade de Michigan pode detectar com rapidez e precisão a síndrome do desconforto respiratório agudo, uma doença frequentemente mortal que faz com que o fluido vaze para os pulmões e exige um diagnóstico precoce.
Para detectar a condição hoje, os médicos confiam muito em seu próprio julgamento e em testes demorados. Os pesquisadores dizem que sua nova tecnologia pode melhorar as taxas de sobrevivência e reduzir o custo do tratamento.
O dispositivo - um sistema de cromatografia de gás - pode diagnosticar ARDS com quase 90% de precisão em apenas 30 minutos. Além disso, sua velocidade e custo-benefício permitem que ele sirva essencialmente como um monitor em tempo real para os pacientes, ajudando a focar e ajustar os tratamentos em andamento. Quarenta e oito pacientes voluntários no hospital U-M, 21 com ARDS, participou do teste do dispositivo.
"As ferramentas de previsão de ARDS mais comumente usadas estão corretas apenas cerca de 18% das vezes, "disse Xudong (Sherman) Fan, Professor de engenharia biomédica da U-M. "Descobrimos que, se nosso dispositivo nos diz que o paciente é positivo para SDRA, é muito provável que sejam positivos.
"Somos capazes de detectar o início e a melhora da condição antes que ocorram as mudanças tradicionais em raios-X e exames de sangue."
A pesquisa de U-M aparece na revista Química Analítica e Bioanalítica .
Dentro da capa protetora de um monitor portátil de respiração. Foto de Robert Coelius / Engenharia de Michigan, Comunicações e Marketing
ARDS é um estado grave de inflamação pulmonar que pode ser causado por pneumonia, sepse, trauma, aspiração ou uma combinação destes. Ele carrega uma alta taxa de mortalidade. Nos EUA, a cada ano, 200, 000 casos são diagnosticados, resultando em 74, 000 mortes.
Muitos que sobrevivem ficam com a função pulmonar deficiente e têm grande dificuldade em retornar às atividades diárias de rotina. Não há cura para a ARDS, e ventilação mecânica em uma unidade de terapia intensiva geralmente é necessária para apoiar o paciente até a cura do pulmão. Detectá-lo precocemente melhora os resultados dos pacientes.
O primeiro dispositivo do tipo U-M coleta amostras da respiração do paciente por meio de um tubo conectado à porta de exalação de um ventilador mecânico. Ele analisa quase 100 compostos orgânicos voláteis - biomarcadores que podem não apenas detectar ARDS, mas também determinar o quão longe está a doença. Quando o tratamento começa, o dispositivo pode monitorar sua eficácia.
Atualmente, um médico que suspeita de SDRA pedirá uma radiografia de tórax e exames de sangue. O primeiro é caro e expõe o paciente à radiação, e o segundo é invasivo. A combinação pode levar horas para ser completamente analisada, e esses resultados representam um instantâneo no tempo. Para saber se a condição está melhorando ou piorando, eles devem ser repetidos.
"Nossa capacidade de melhorar os resultados com SDRA foi basicamente interrompida pela falta de tecnologias que possam diagnosticar a doença com rapidez e precisão e monitorar seu progresso, "disse Kevin Ward, Professor de medicina de emergência e engenharia biomédica da U-M. "Todos os nossos métodos atuais resultam em tratarmos a doença tarde demais ou na falta de informações que nos digam se nossas terapias estão fazendo diferença em breve.
"Ao utilizar a respiração exalada, a tecnologia que desenvolvemos resolve ambos os problemas e abre oportunidades significativas para nos permitir tratar mais cedo e desenvolver uma série de terapias de medicina de precisão para SDRA. "
Ver os resultados de um monitor portátil de respiração. Foto de Robert Coelius / Engenharia de Michigan, Comunicações e Marketing
Fan e Ward veem o ARDS como a primeira de muitas condições que poderiam ser melhor identificadas e monitoradas com esta nova tecnologia.
“A tecnologia também deve ser extremamente útil para detectar e acompanhar o curso de muitas outras doenças, como a pneumonia, sepse, asma e outros associados a inflamação pulmonar ou sistêmica do sangue, "Disse Ward.
Fan e sua equipe de pesquisa são especializados na análise de biomarcadores, substâncias em fluidos corporais como saliva, respiração, urina e suor podem nos dizer muito sobre o que está acontecendo - podem indicar a presença de doenças específicas.
O sistema de cromatografia de gás é o resultado de uma parceria de pesquisa e desenvolvimento com o Michigan Center for Integrative Research in Critical Care. Seu desenvolvimento foi apoiado pelo programa FFMI MTRAC da Universidade de Michigan, bem como por bolsas do National Institutes of Health R-21 e do NCAI.
A universidade está buscando proteção de patente para a propriedade intelectual e está procurando parceiros de comercialização para ajudar a trazer a tecnologia para o mercado.