Longziekten 'ruiken'

Stel je eens voor: even blazen bij de huis- of longarts en direct weten waar je aan toe bent. Het lijkt sciencefiction maar het is mogelijk dichterbij dan je denkt met de SpiroNose, een slim apparaat dat (long)ziekten ruikt.

Kort gezegd meet de SpiroNose vrijwel alle stoffen die in onze uitademingslucht zitten. Net zoals we met bloedonderzoek stoffen opsporen die in het bloed zitten, meten we met de SpiroNose alle moleculen die we uitademen, en dat zijn er nogal wat. Er kunnen meer dan 3.000 verschillende stoffen in onze adem zitten. Waar komen die vandaan? Niet alleen vanuit de longen zelf maar ook uit de rest van ons lichaam. Door middel van gaswisseling in de longen, kunnen stoffen vanuit het bloed uiteindelijk ook in onze uitademingslucht terechtkomen. Dus de adem kan stoffen bevatten die vrijkomen bij ziekten van de longen en bij ziekten in de rest van ons lichaam. Denk aan ontstekingen, aan infecties of aan kanker. Deze afwijkingen veranderen het gedrag van de cellen in ons lichaam en daarmee de stoffen die daaruit vrijkomen.


Hoe werkt het?

Stap 11

Stap 1

De patiënt ademt diep in en rustig uit door de SpiroNose. Alle stoffen, aanwezig in de uitademingslucht, worden door de SpiroNose sensoren gemeten.
Stap 22

Stap 2

De sensoren reageren op de uitademingslucht van de patient. Elke sensor op een andere manier, want elke sensor is gevoelig voor een bepaalde groep van stoffen.
Stap 33

Stap 3

De verschillende sensor uitslagen worden vervolgens bewerkt, en gecorrigeerd voor de omgeving. Dit is nodig omdat de lucht die je inademt natuurlijk ook invloed heeft op wat je uitademt.
Stap 44

Stap 4

De bewerkte sensor uitslagen worden vervolgens vergeleken met een grote database om tot een uiteindelijke diagnose (astma, COPD, longkanker etc.) te komen.

Nieuwe visie

Tot nu toe werd eNose onderzoek uitgevoerd met een type eNose die niet voor medische toepassing geschikt is. Het AMC heeft daarom samen met een MKB-bedrijf in Nederland (Comon Invent, Delft) een eNose ontwikkelt die geschikt is voor gebruik in de klinische praktijk, de SpiroNose.


Maatschappelijk probleem

Op tijd de juiste diagnose stellen is bij veel mensen met longklachten een probleem. Hierdoor worden behandelingen te laat gestart. Het kan ook zijn dat de verkeerde diagnose is gesteld waardoor de behandeling niet aan slaat. Voor patiënten met longkanker of een longziekte zoals astma en COPD kan dit grote gevolgen hebben. Astma is niet te genezen maar een goede behandeling kan het welzijn van patiënten verbeteren en het aantal astma-aanvallen verminderen. COPD wordt momenteel bij slechts 50% van de patiënten herkend in de huisartsenpraktijk of bij de specialist. Dit leidt tot onnodige beperkingen in iemands dagelijkse leven en uiteindelijk tot sterfte. Bij longkankerpatiënten hangt de behandeling onder andere af van het stadium waarin de ziekte zich verkeert; hoe eerder de diagnose wordt vastgesteld, des te beter de behandelmogelijkheden. Momenteel is het nog steeds de meest dodelijke vorm van kanker: 5 jaar na de diagnose is nog maar 10-15% van de patiënten in leven.


Antibiotica gebruik

Onderzoek op de afdeling longziekten in het Medisch Spectrum Twente in Enschede heeft aangetoond dat de kleur van sputum bij een COPD aanval niet perse door een bacteriële verwekker veroorzaakt wordt en het dus niet altijd verstandig is om antibiotica voor te schrijven. "Momenteel zijn we een onderzoek gestart naar de mogelijkheid om met behulp van de elektronische neus (SpiroNose) vroegtijdig de bron van deze COPD aanval vast te stellen. We hopen dat er op deze wijze in de toekomst veel selectiever met het gebruik van antibiotica in deze patiëntencategorie kan worden omgegaan." aldus Dr. Paul van der Valk.



De SpiroNose

Deze nieuw ontwikkelde eNose wordt van september 2015 t/m maart 2017 in de dagelijkse praktijk bij huisartsen en ziekenhuizen in Nederland getest. In het AMC is de SpiroNose de afgelopen 2 jaar al getest op meer dan 300 geselecteerde patiënten. Aan de hand van de uitademingslucht van deze patiënten zijn wij in staat onderscheid te maken tussen patiënten met een longziekte en gezonde proefpersonen. Tevens is het gelukt om verschillende soorten longziekten van elkaar te onderscheiden, zoals bijvoorbeeld astma, COPD en longkanker. Maar we gaan nog een stap verder en richten ons bijvoorbeeld ook op het onderscheiden van verschillende types astma.

Het zou fantastisch zijn als de SpiroNose het mogelijk maakt om al bij de huisarts een diagnose te stellen. Dit levert een enorme tijdwinst en bovendien kan de juiste behandeling voor bijvoorbeeld astma of COPD direct worden gestart. De SpiroNose kan mogelijk ook sneller en in een vroeger stadium longkanker vaststellen. Waardoor we het aantal patiënten die te laat gediagnosticeerd worden proberen terug te dringen.

Hoe ruiken we zelf eigenlijk?

Dit is pas 10 jaar geleden ontrafeld door Richard Axel en Linda Buck, die hiervoor in 2004 de Nobelprijs ontvingen. Onze neus zit vol met sensoren die elk voor meerdere stoffen tegelijk gevoelig zijn. Een mengsel van stoffen geeft een speciale combinatie van activiteit van de sensoren en geeft daarmee een soort ‘geurprofiel’. Deze combinatie van sensor activiteit nemen onze hersenen waar als een geur. Ruiken is dus een kwestie van patroonherkenning. De SpiroNose werkt exact volgens hetzelfde principe. Deze eNose bestaat uit een rij van verschillende sensoren met overlappende gevoeligheid voor stoffen in de (uitademings)lucht, en een computerprogramma gebaseerd op patroonherkenning.