Диагностика дыхания
| Диагностика дыхания | |
|---|---|
| Цель | анализ дыхания для выявления заболеваний |
Диагностика дыхания включает анализ образца дыхания человека для мониторинга, диагностики и выявления заболеваний и состояний. Помимо основных компонентов – азота , кислорода , углекислого газа и водяного пара – выдыхаемое человеком дыхание содержит более тысячи других соединений в следовых количествах. [ 1 ] Многие из этих видов образуются как побочные продукты метаболических процессов и могут указывать на ряд различных заболеваний и состояний. Примеры таких биомаркеров приведены ниже:
Ацетон - Сахарный диабет [ 1 ] Аммиак – заболевания почек [ 2 ] Сероводород печени – цирроз [ 3 ] Метан – толстокишечная ферментация [ 4 ]
Дыхательный ацетон для диагностики диабета
[ редактировать ]Сахарный диабет — это серьезное хроническое заболевание, которое влияет на то, как организм использует пищу, и представляет собой опасное для жизни заболевание человека, если его не лечить. От него страдают более 171 миллиона человек во всем мире. [ 5 ]
Сахарный диабет можно подразделить на; I типа диабет , при котором организм не вырабатывает инсулин – гормон, способствующий усвоению глюкозы клетками; и диабет II типа , при котором организм становится устойчивым к инсулину , что снижает степень использования глюкозы. В каждом случае неэффективное использование глюкозы в качестве источника энергии приводит к последующему распаду жирных кислот компенсационному . Это потребление жирных кислот в результате кетоза приводит к образованию ацетона , который выводится в кровь, прежде чем уравновешиваться с воздухом в легких. Таким образом, диабет может характеризоваться повышенным уровнем ацетона в выдыхаемом воздухе. [ 6 ] Разрабатывается несколько новых технологий для диагностики и мониторинга диабета с помощью дыхательного теста с ацетоном . Есть надежда, что однажды дыхательный тест заменит анализ крови из пальца и обеспечит неинвазивный мониторинг диабета. [ 7 ] Эти технологии включают в себя полостную спектроскопию поглощения (CEAS) и плазменно-эмиссионную спектроскопию (PES).
Смесь летучих органических соединений для ранней диагностики, фенотипирования и прогнозирования ответа на терапию.
[ редактировать ]Современный уровень диагностики дыхания заключается в использовании электронного носа для обнаружения полной смеси летучих органических соединений (ЛОС) в дыхании человека. [ 8 ] Breathomix BV представляет новейшую разработку: BreathBase®, [ 9 ] Это позволяет диагностировать рак легких на два года раньше, чем при стандартной клинической помощи. [ 10 ] Он может сказать врачам, как будет реагировать на иммунотерапию , и способен различать различные подтипы заболеваний при астме и ХОБЛ. [ 11 ] Таким образом, лечение астмы/ХОБЛ станет проще и будет адаптировано к индивидуальному пациенту, что сделает нас на шаг ближе к персонализированной медицине / точной медицине .
Анализ аэрозолей в дыхании
[ редактировать ]Анализ аэрозолей в выдыхаемом воздухе заключается в отборе проб и анализе частиц, выбрасываемых в дыхательные пути и присутствующих в выдыхаемом воздухе. [ 12 ] Это относительно новая область, которая имеет большие перспективы для прямой диагностики патогенов, таких как грипп , и для мониторинга in vivo компонентов жидкости слизистой оболочки дыхательных путей ( респираторного эпителия ), таких как белки и фосфолипиды . [ 13 ] Для отбора проб выдыхаемых аэрозолей используются различные методы, такие как фильтры, импакторы, поражающие фильтры или электростатические осадители . [ 14 ] [ 15 ] Эта последняя область связана с отбором проб и анализом биоаэрозолей .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Ван и др. (2009). «Анализ дыхания с использованием методов лазерной спектроскопии: биомаркеры дыхания, спектральные отпечатки пальцев и пределы обнаружения» Датчики 2009, 9 (10) дои : 10.3390/s91008230
- ^ Торп и др. (2008). «Греточная спектроскопия оптических частот с усилением резонаторов: применение к анализу дыхания человека» Optics Express, 16 (4) два : 10.1364/OE.16.002387
- ^ Модуньо и др. (1998). «Обнаружение H2S на уровне ppm с использованием телекоммуникационного диодного лазера» Optics Communications, 145(1-6) два : 10.1016/S0030-4018(97)00461-6
- ^ Маршан и др. (2006). «Дыхательный водород и метан у групп населения с разным риском развития рака толстой кишки» Международный журнал рака, 55 (6) дои : 10.1002/ijc.2910550603
- ^ Уайлд и др. (2004). «Глобальная распространенность диабета: оценки на 2000 год и прогнозы на 2030 год» Уход за диабетом, 27(5) два : 10.2337/diacare.27.5.1047
- ^ Тернер и др. (2009) «Концентрация ацетона в дыхании снижается с увеличением концентрации глюкозы в крови у пациентов с сахарным диабетом I типа во время гипогликемических зажимов» Journal of Breath Research, 3 (4) дои : 10.1088/1752-7155/3/4/046004
- ^ «Дыхательный тест на диабет уже в пути » . Телеграф. 25 сентября 2007 г. Проверено 31 декабря 2011 г.
- ^ Филдинг, Дэвид; Хартель, Гюнтер; Пасс, Дэвид; Браун, Майкл; Дент, Аннетт; Агнью, Жюльен; Дикки, Грэм; Уэр, Роберт С; Ходж, Роберт (август 2020 г.). «Тестирование дыхания на летучие органические соединения обнаруживает плоскоклеточную карциному in situ в областях бронхов и гортани и показывает различные профили каждой опухоли» (PDF) . Журнал исследований дыхания . 14 (4). Бристоль, Великобритания: IOP: 046013. doi : 10.1088/1752-7163/abb18a . ISSN 1752-7163 . ПМИД 33021204 . S2CID 222144372 .
- ^ «Раствор BreathBase® | Дыхательный микс» . www.breathomix.com . Архивировано из оригинала 06 февраля 2020 г.
- ^ де Врис, Р.; ван ден Хеувел, Дж. М.; Дагелет, Ywf; Дийкерс, Э.; Фабиус, Т.; де Йонг, FHC; Джек, ЧВК; Хаарман, например; Кестер, С.; Беккерс, М.; ван ден Хеувел, мм; Баас, П.; в т-вине, Jccm; Мейтленд-ван дер Зи, ах; Стерк, Пи Джей (1 мая 2019 г.). «Проспективное раннее выявление рака легких у пациентов с ХОБЛ с помощью электронного носового анализа выдыхаемого воздуха». С110. Будущее биомаркеров рака легких: куда нам смотреть? . Американское торакальное общество. стр. А7451. doi : 10.1164/ajrccm-conference.2019.199.1_meetingabstracts.a7451 . S2CID 202804944 .
- ^ де Врис, Рианна; Дагелет, Йеннес ВФ; След, Боль; Снуи, Эрик; Джек, Патрик MC; Бринкман, Пол; Дийкерс, Эрика; Бутсма, Саймон К.; Эльскамп, Фред; де Йонг, Франс ХК; Хаарман, Эрик Г.; в Вене — Джон ККМ; Мейтланд-ван дер Зее, Анке-Хильзе; Стерк, Питер Дж. (январь 2018 г.). «Клиническое и воспалительное фенотипирование методом дыхания при хронических заболеваниях дыхательных путей независимо от диагностической метки» . Европейский респираторный журнал . 51 (1): 1701817. doi : 10.1183/13993003.01817-2017 . ISSN 0903-1936 . ПМИД 29326334 .
- ^ Альмстранд AC, Бэйк Б, Юнгстрем Е, Ларссон П, Бредберг А, Миргородская Е и др. Влияние открытия дыхательных путей на образование выдыхаемых частиц. J Appl Physiol. 2010;108(3):584–8.
- ^ Альмстранд AC, Люнгстрем Е, Лаусмаа Дж, Баке Б, Шёвалл П, Олин AC. Мониторинг дыхательных путей путем сбора и масс-спектрометрического анализа выдыхаемых частиц. Анальная хим. 15 января 2009 г.; 81 (2): 662–8.
- ^ Простите, Гаспар; Ладхани, Лейла; Сандстрем, Никлас; Эттори, Максим; Лобов, Глеб; ван дер Вейнгаарт, Воутер (2015). «Отбор проб аэрозоля с использованием электростатического осадителя, интегрированного с микрофлюидным интерфейсом» . Датчики и исполнительные механизмы B: Химические вещества . 212 : 344–352. дои : 10.1016/j.snb.2015.02.008 . ISSN 0925-4005 .
- ^ Ладхани, Лейла; Простите, Гаспар; Лунс, Питер; Гуссенс, Герман; ван дер Вейнгаарт, Воутер (2020). «Электростатический отбор проб дыхания пациента для обнаружения патогенов: пилотное исследование» . Границы в машиностроении . 6 . дои : 10.3389/fmech.2020.00040 . ISSN 2297-3079 .