近期，密歇根大学(University of Michigan，以下简称“UM”)团队成功获得了美国国家卫生研究院（NIH）高达417万美元的资助，以在马克斯·哈里·韦尔危重病护理研究与创新研究所(Max Harry Weil Institute)合作开展深入研究，共同致力于研发一款便携、无创的呼气分析设备，并配套开发AI算法。这一创新技术的研发，有望解决急性呼吸窘迫综合征（Acute respiratory distress syndrome, ARDS）诊断与监测的难题，为ARDS的诊疗带来新的希望。

ARDS是一种由急性肺部感染、水肿等引发的呼吸衰竭疾病，死亡率高且治疗费用昂贵。其检测难度大，缺乏精准诊断方法，易漏诊并延误治疗。因此，开发早期、快速、精准的ARDS诊断及持续监测技术至关重要。

这项研究由范旭东博士(UM生物医学工程教授，Weil研究所副所长)、Michael Sjoding医学博士及Kevin Ward医学博士共同领导，旨在开发更快速、精准的ARDS检测方式，实时评估患者治疗过程中的病情变化，为临床决策提供有力支持，实现早干预，提升患者康复效果。

UM跨学科团队通过检测呼出的挥发性有机/无机化合物(VOC/VIC)来精准识别急性低氧性呼吸衰竭患者的ARDS。这些分子与肺部和其他器官的炎症和代谢过程有关，有望成为 ARDS 的生物标志物。团队已运用相似方法检测慢性阻塞性肺疾病(COPD)、哮喘和COVID-19。

气相色谱(GC)是分析呼气等复杂蒸气混合物的金标准，但仪器体积庞大，很难应用于床旁(POCT)。此项目中开发的创新床旁气体分析仪，利用便携式 GC 技术将把分子诊断带到床边，从而能够更早检测ARDS以开展治疗，并通过新颖的轨迹监测(Trajectory Monitoring)为预后和下游重症监护决策提供信息。

具体来说，该团队开发的创新便携式微型GC设备基础，将通过检测呼气中的VOC分子，在一小群成年患者中探索区分ARDS与其他急性缺氧性呼吸衰竭的方法。

“我们的设备实际上是便携式的，最多重约6~7磅（约3kg），”范博士解释道。 “它可以用于在多天内连续监测ARDS患者的呼气。”

Ward博士高度评价了Weil研究所在融合科学方面的又一卓越成就：“该研究所以生物医学工程和数据科学等多学科为基石，成功研发出能革新ARDS患者监护技术的突破性成果，并展现出在败血症等炎症性疾病领域的广阔应用前景。NIH的资助不仅是对呼气分析的肯定，更有望助推该技术顺利获得监管部门的批准，造福更多患者。”

参考文献

[1]U-M Team Receives NIH Grant for Collaborative Research to Speed ARDS Diagnosis.WEIL INSTITUTE

[2]U-M team receives NIH grant for collaborative research to speed ARDS diagnosis. MICHIGAN ENGINEERING NEWS.

[3]中华急诊医学杂志, 2022,31(8) : 1005-1009.