En liten, bärbar andningsmonitor utvecklad vid University of Michigan kan snabbt och exakt upptäcka akut andnödsyndrom, en ofta dödlig sjukdom som gör att vätska läcker ut i lungorna och kräver tidig diagnos.

För att upptäcka tillståndet idag, läkare förlitar sig mycket på sitt eget omdöme och tidskrävande tester. Forskarna säger att deras nya teknologi kan förbättra överlevnaden och sänka vårdkostnaderna.

Enheten – ett gaskromatografisystem – kan diagnostisera ARDS med nästan 90 % noggrannhet på så lite som 30 minuter. Dessutom, dess hastighet och kostnadseffektivitet gör att den i huvudsak fungerar som en realtidsmonitor för patienter, hjälpa till att fokusera och anpassa pågående behandlingar. Fyrtioåtta patientvolontärer på UM-sjukhuset, 21 med ARDS, deltog i att testa enheten.

"De vanligaste ARDS-förutsägelseverktygen är bara korrekta cirka 18% av tiden, " sa Xudong (Sherman) Fan, U-M professor i biomedicinsk teknik. "Vi har upptäckt att om vår enhet säger till oss att patienten är positiv för ARDS, det är mycket troligt att de är positiva.

"Vi kan upptäcka uppkomsten och förbättringen av tillståndet innan traditionella förändringar i röntgenstrålar och blodprover skulle inträffa."

U-M:s forskning förekommer i tidskriften Analytisk och bioanalytisk kemi .

ARDS är ett allvarligt tillstånd av lunginflammation som kan orsakas av lunginflammation, sepsis, trauma, aspiration eller en kombination av dessa. Det har en hög dödlighet. I USA varje år, 200, 000 fall diagnostiseras, resulterade i 74, 000 döda.

Många som överlever lämnas med dålig lungfunktion och har stora svårigheter att återgå till rutinmässiga dagliga aktiviteter. Det finns inget botemedel mot ARDS, och mekanisk ventilation på en intensivvårdsavdelning krävs vanligtvis för att stödja patienten tills lungan läker. Att upptäcka det tidigt förbättrar patienternas resultat.

U-M:s första enhet i sitt slag tar prover på en patients andetag genom slang ansluten till utandningsporten på en mekanisk ventilator. Den analyserar nästan 100 flyktiga organiska föreningar - biomarkörer som inte bara kan upptäcka ARDS, men också avgöra hur långt sjukdomen är. När behandlingen börjar, enheten kan övervaka dess effektivitet.

För närvarande, en läkare som misstänker ARDS kommer att beställa en lungröntgen och blodprov. Den första är dyr och utsätter patienten för strålning, och den andra är invasiv. Kombinationen kan ta timmar att helt analysera, och dessa resultat representerar en ögonblicksbild i tiden. För att veta om tillståndet förbättras eller förvärras, de måste upprepas.

"Vår förmåga att förbättra resultaten med ARDS har i princip stoppats av bristen på teknologier som snabbt och exakt kan diagnostisera sjukdomen tidigt samt spåra dess framsteg, sa Kevin Ward, U-M professor i akutmedicin och biomedicinsk teknik. "Alla våra nuvarande metoder resulterar i att vi behandlar sjukdomen för sent eller att vi inte har information som talar om för oss om våra terapier gör skillnad snart nog.

"Genom att använda utandningsandningen, tekniken vi har utvecklat löser båda problemen och öppnar betydande möjligheter för att tillåta oss att behandla tidigare och att utveckla en mängd precisionsmedicinska behandlingar för ARDS."

Fan och Ward ser ARDS som det första av många tillstånd som bättre kan identifieras och spåras med denna nya teknik.

"Tekniken borde också vara extremt användbar för att upptäcka och följa förloppet av många andra sjukdomar som lunginflammation, sepsis, astma och andra associerade med antingen lung- eller systemisk blodinflammation, sa Ward.

Fan och hans forskargrupp är specialiserade på att analysera biomarkörer, ämnen i kroppsvätskor som saliv, andetag, urin och svett som kan berätta mycket om vad som händer – det kan indikera förekomsten av särskilda tillstånd.

Gaskromatografisystemet är resultatet av ett forsknings- och utvecklingssamarbete med Michigan Center for Integrative Research in Critical Care. Dess utveckling stöddes genom University of Michigans FFMI MTRAC-program samt National Institutes of Health R-21 och NCAI-anslag.

Universitetet strävar efter patentskydd för immateriella rättigheter och söker kommersialiseringspartners för att hjälpa till att få ut tekniken på marknaden.