Evaluation of a Possibility of the Application of “Electronic Nose” to Monitoring Deviations in the Functional Obesity of Children in Hospital Conditions: Observations of Changes during Treatment

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

This work is a continuation of a study on the use of chemical gas sensors and a portable “electronic nose” for diagnosing obesity and related pathologies in children in a hospital. Using a portable Bio-8 device, 330 volatile skin compound profiles were measured in the forearm region on an empty stomach in various states of children with various diseases during inpatient examinations and treatment in the endocrinology department. Monitoring changes in the profile of volatile skin compounds during the period of hospital stay in obese children made it possible to identify priority metabolic disorders in multiple pathological disorders and diagnoses by a characteristic set of chemical biomerkers of processes, reliably detected in skin secretions on the right forearm. Multiparametric data of the “electronic nose” were processed by principal component analysis to assess ranking of the results into the groups “Normal” and “Obesity with a risk of the development of type 2 diabetes mellitus (DM)”. Based on the highly informative parameters of the sensor array, changes in the chemical composition of the skin gas profile on the right forearm during the period of patients’ stay in the hospital and the effectiveness of standard approaches in each specific case were evaluated, and the personalization of treatment was thus increased. Simple calculated parameters and a method for assessing lipid and carbohydrate metabolism disorders based on the signals of eight sensors above the skin measured for 200 s without sampling were proposed. The sensitivity of the method for monitoring changes in the metabolome in a hospital is at least 80%. Specificity for lipid metabolism disorders is 100%; for type 1 diabetes, 100%; and for mixed pathologies varies from 70 to 85%.

Sobre autores

T. Kuchmenko

Voronezh State University of Engineering Technologies;
Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: tak1907@mail.ru
394036, Voronezh, Russia; 119334, Moscow, Russia

E. Dorovskaya

Voronezh State University of Engineering Technologies

Email: tak1907@mail.ru
394036, Voronezh, Russia

D. Menzhulina

Burdenko Voronezh State Medical University

Email: tak1907@mail.ru
394000, Voronezh, Russia

T. Chubarov

Burdenko Voronezh State Medical University

Email: tak1907@mail.ru
394000, Voronezh, Russia

I. Murakhovskii

Voronezh State University of Engineering Technologies

Autor responsável pela correspondência
Email: tak1907@mail.ru
394036, Voronezh, Russia

Bibliografia

  1. Dietz W.H. Health consequences of obesity in youth: Childhood predictors of adult disease // Pediatrics. 1998. V. 101. P. 518.
  2. Elgar F.J. Validity of self-reported height and weight and predictors of bias in adolescents // J. Adolesc. Health. 2005. V. 37. p. 371.
  3. Подростковое ожирение и связанное с ним поведение: тенденции и социальные неравенства в Европейском регионе ВОЗ, 2002–2014 годы: наблюдения по итогам совместного межнационального исследования ВОЗ “Поведение детей школьного возраста в отношении здоровья” (HBSC). URL: https://apps.who.int/iris/handle/10665/329418 (дата обращения 14.02.2022).
  4. Литвицкий П.Ф. Патофизиология: Учебник: 2-е изд., испр. и доп. М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003. Т. 1.
  5. Кучменко Т.А., Доровская Е.С., Менжулина Д.А., Чубаров Т.В. Оценка возможности применения “электронного носа” для мониторинга отклонений при функциональном ожирении детей в условиях стационара. Неинвазивная диагностика без отбора проб // Журн. аналит. химии. 2022. Т. 77. № 12. https://doi.org/10.31857/S0044450222120088
  6. Poncette Akira-Sebastian, Wunderlich M. M., Spies C., Heeren P., Vorderwülbecke G., Salgado E., Kastrup M., A Feufel M., Balzer F. Patient monitoring alarms in an intensive care unit: observational study with do-it-yourself instructions // J. Med. Internet Res. 2021. T. 23. V. 5. p. 26494. https://doi.org/10.2196/26494
  7. Weenk M., van Goor H., Frietman B., Engelen L.J., van Laarhoven C.J., Smit J., Bredie S.J., van de Belt T.H. Continuous monitoring of vital signs using wearable devices on the general ward: Pilot study // JMIR mHealth and uHealth. 2017. T. 5 V. 7. p. 91. 28679490' target='_blank'>https://doi.org/10.2196/mhealth.7208.PMID: 28679490
  8. Weenk M, Bredie S.J., Koeneman M., Hesselink G., van Goor H, van de Belt T.H. Continuous monitoring of vital signs in the general ward using wearable devices: Randomized controlled trial // J Med. Internet Res. 2020. T. 22. V. 6. p. 15471. 32519972;PMCID:' target='_blank'>https://doi.org/10.2196/15471PMID: 32519972;PMCID: PMC7315364
  9. Rossum M.C., Vlaskamp L.B., Posthuma L.M. Adaptive threshold-based alarm strategies for continuous vital signs monitoring // J. Clin. Monit. Comput. 2022. T. 36. V. 2. p. 407. https://doi.org/10.1007/s10877-021-00666-4
  10. Кучменко Т.А., Доровская Е.С., Менжулина Д.А., Умарханов Р.У. Мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема. Патент на изобретение 2764964 C1. Заявка № 2021110885 от 16.04.2021. Опубл. 24.01.2022.
  11. Кучменко Т.А., Доровская Е.С., Босикова Ю.Н., Сметанкина А.В., Битюкова В.В. Применение “электронного носа” на пьезосенсорах для сканирования летучих соединений гинекологических проб // Журн. аналит. химии. 2021. Т. 76. № 7. С. 634. (Kuchmenko T.A., Dorovskaya E.S., Bosikova Y.N., Smetankina A.V., Bityukova V.V. Application of an electronic nose based on piezoelectric sensors for scanning volatile compounds of gynecological tests // J. Anal. Chem.2021. V. 76. № 7. P. 868.)
  12. Кучменко Т. А., Мураховский И. А., Менжулина Д. А. Программа “Health by smell of skin (Hsmellsoft)” для фиксирования, расчета, представления и описания данных односенсорного гаджета. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2021662698, 03.08.2021. Заявка № 2021616688 от 29.04.2021.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
2.

Baixar (263KB)
3.

Baixar (150KB)
4.

Baixar (61KB)
5.

Baixar (53KB)
6.

Baixar (62KB)
7.

Baixar (45KB)
8.

Baixar (195KB)
9.

Baixar (26KB)
10.

Baixar (29KB)
11.

Baixar (31KB)
12.

Baixar (31KB)
13.

Baixar (26KB)
14.

Baixar (27KB)

Declaração de direitos autorais © Т.А. Кучменко, Е.С. Доровская, Д.А. Менжулина, Т.В. Чубаров, И.А. Мураховский, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».