Détecter les irritants asthmatiques

Les chercheurs de Institut de recherche technologique de Géorgie (GTRI) à Atlanta ont développé un système de capteurs portables pour surveiller la qualité de l'air pour les personnes souffrant d'asthme. L'appareil est une combinaison de capteurs qui mesurent le niveau de produits chimiques dans l'air susceptibles de provoquer des crises d'asthme, tels que l'ozone, les composés organiques volatils et le formaldéhyde. Il est léger et suffisamment petit pour tenir dans la poche d'un patient, de sorte que les niveaux d'exposition peuvent être surveillés en continu.

Détecter les irritants : Mark Jones (ci-dessus) est l'ingénieur en chef pour le développement d'un système de capteurs (ci-dessous) qui mesure cinq types de produits chimiques connus pour provoquer des crises d'asthme. L'appareil, approximativement de la taille d'un grand téléphone portable, sera utilisé pour surveiller en permanence les niveaux d'exposition d'une personne afin de trouver la cause des attaques.

La seule façon pour nous de comprendre comment les facteurs environnementaux affectent l'asthme est de pouvoir mesurer les expositions d'une personne au jour le jour, explique Charlene Bayer, responsable du groupe d'analyse et d'exposition environnementale du GTRI et du système de capteurs. chercheur principal. Pour ce faire, nous avons besoin d'un appareil comme celui-ci qui peut contenir de nombreux capteurs dans un petit boîtier portable.

On estime que 20 millions d'Américains souffrent d'asthme, selon le Instituts nationaux de la santé (NIH), et identifier les déclencheurs d'une attaque est actuellement un jeu de devinettes. Il existe quelques appareils sur le marché qui mesurent un ou deux produits chimiques, mais ils sont fixes et de la taille d'un ordinateur de bureau, explique Mark Jones, PDG de Technologies de cas et l'ingénieur en chef développant le système de capteurs.

Actuellement, le seul moyen de contrôler une crise d'asthme est de prendre des médicaments ou de déclencher l'évitement. En 2007, le coût total des soins de santé liés à l'asthme aux États-Unis s'élevait à environ 19,7 milliards de dollars, selon le NIH.

La recherche a montré que si vous pouvez réduire le déclenchement d'une crise d'asthme, vous réduisez l'impact de la maladie, explique Mark Millard, directeur de la Centre de soins pulmonaires Baylor Martha Foster au Baylor University Medical Center à Dallas, TX. Le nouveau système de capteurs, dit-il, essaie vraiment de répondre à la question : Quels sont les déclencheurs pour les personnes asthmatiques ?

L'appareil a à peu près la taille d'un téléphone portable et contient un total de cinq capteurs qui mesurent différents déclencheurs possibles de l'asthme : l'ozone, le dioxyde d'azote, le formaldéhyde, le dioxyde de carbone et les composés organiques volatils totaux – le mélange de produits chimiques émis sous forme de gaz provenant de produits tels que les peintures, les produits de nettoyage et les matériaux de construction. L'appareil comprend également des capteurs de température et d'humidité et une horloge, pour horodater les mesures. Les chercheurs ont utilisé des capteurs déjà sur le marché et ont gardé l'appareil petit en équipant les capteurs sur une carte de circuit imprimé à deux faces.

L'établissement d'un calendrier est important pour les réactions de phase tardive, explique Millard, car les réactions à des composés tels que le formaldéhyde peuvent survenir quatre à six heures après l'exposition d'un patient. Maintenant, nous pouvons regarder les données et savoir qu'un patient a été exposé à beaucoup de ces composés et cela pourrait être le déclencheur.

Pour mesurer la qualité de l'air, un petit moteur dans l'appareil aspire l'air à travers un tuyau d'admission. Avant que l'air ne passe sur les capteurs, il rencontre un petit filtre qui élimine les particules, telles que la poussière et le pollen. La masse du filtre est mesurée avant et après une période d'échantillonnage pour déterminer la quantité totale de particules. L'air est ensuite réparti uniformément sur les capteurs.

Il faut environ 30 secondes pour que l'air traverse l'appareil et que les données soient stockées, puis il se met en veille pendant une minute supplémentaire. En une heure, il faut environ 50 ou 60 échantillons, explique Jones.

L'appareil peut être porté jusqu'à 24 heures avant que le filtre à particules ne doive être remplacé et que la mémoire de l'appareil soit pleine. Les données peuvent être téléchargées du système de capteurs sur un ordinateur.

Millard dit que l'appareil est unique et innovant, mais qu'il aimerait voir ses capacités étendues pour mesurer la fumée de tabac. Il aimerait également pouvoir séparer les mesures des particules afin qu'elles puissent être mesurées en temps réel – une mise à niveau qui, selon Bayer, sera introduite une fois que l'appareil sera commercialisé. Bayer souhaite également obtenir des lectures plus précises sur les différents composés organiques volatils.

Nous aimerions arriver au point où nous pouvons insérer et retirer certains capteurs afin qu'un patient puisse les cibler en fonction de ses besoins particuliers, explique Bayer. L'asthme est une maladie très compliquée et il existe un certain nombre d'expositions aéroportées différentes qui peuvent aggraver une crise d'asthme. Cette technologie nous permettra de trouver la source de l'exacerbation et de comprendre les impacts sur la santé, dit-elle.

Les chercheurs du GTRI sont actuellement en pourparlers avec une société non divulguée pour commercialiser l'appareil, a déclaré Bayer. Les utilisateurs cibles initiaux seront les patients asthmatiques, mais l'appareil sera ouvert à d'autres personnes souhaitant étudier les expositions environnementales.

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