Vergelijking van verschillende adem verzameltechnieken en de invloed hiervan op de kwaliteit van de analyse.

Analyse van uitgeademde lucht is een interessante en zich snel ontwikkelend
vakgebied. Veel onderzoeksgroepen richten zich nu op het ontwikkelen van
accurate, effectieve en reproduceerbare technieken om niet-invasief patiënten
met diverse ziektes te diagnostiseren. Verschillende methodologische
benaderingen met betrekking tot dit onderwerp leiden evenwel tot een grote
variatie in resultaten en zouden kunnen leiden tot foute associaties of
conclusies wanneer gerefereerd wordt aan het werk van anderen. Dit is de reden
om verschillende monstername technieken en onderzoeksbenaderingen te testen om
vast te stellen of verschillende uitkomsten worden verkregen.
Een van de punten waarover tussen onderzoeksteams verschil van opvatting
gevonden wordt is de manier waarop het beste gesampled kan worden. De
samenstelling van uitademingslucht wordt zowel exogeen als endogeen beïnvloed.
Aangezien het interessant is om te weten welke vluchtige organische componenten
(VOC*s) in adem endogeen gevormd zijn, proberen sommige onderzoekers de invloed
van omgevingslucht te elimineren.
Hieronder worden verschillende sample methoden beschreven.. De literatuur laat
zien dat er op veel verschillende manieren wordt gesampeld, maar er worden geen
methoden vergeleken. Een gangbare techniek is het verzamelen van een
achtergrond sample (omgevingslucht) tegelijk met nemen van het adem sample. De
alveolaire gradient wordt berekend [1, 2, 3] in dit geval wordt de data
interpretatie gebaseerd op de aanname dat er evenwicht bestaat voor alle VOC*s
tussenhet lichaam en de omgeving, maar dit is niet vastgesteld. Anderen
voorzien hun patienten/proefpersonen van schone lucht om de achtergrond te
verminderen [4, 5, 6] Deze techniek is niet alleen duur, maar lcompromiteert
ook de draagbaarheid van test apparatuur. Een ander belangrijk punt is of dead
space air (dode lucht) gescheiden zou moeten worden van alveolaire lucht.
Alveolaire lucht wordt beschouwd als het meest accuraat om processen in het
lichaam te beshcrijven, het geeft het beste beeld van wat er aan VOC*s in het
bloed aanwezig is. Er zijn verschillende technieken voorgetseld om alveolaire
lucht te verzamelen, vaak met behulp van zelfgemaakte apparatuur. Verschillende
manieren van sampelen geeft mogelijk niet goed vergelijkbare resultaten. Een
andere vraag is of patiënten (vrijwilligers) al dan niet zouden moeten inademen
via de neus, of juist een neusclip moeten gebruiken om verontreinigingen vanuit
de neus tegen te gaan. Het verzamelen van *mixed air* dat wil zeggenndead space
air and alveolair air wordt door vele teams gebruikt, inclusief ons eigen team
[7, 8]. Vanwege de eenvoud van de methode is er minder kans op het maken van
fouten dan bij meer complexe manieren. Naast het feit dat het niet kennen van
restricties het sampelen gemakkelijk en patientvriendelijk maakt, zorgt
niet-geforceerde exhalatie ook in adem-karakteristieken voor een normale
situatie: er wordt geen stress hgeintroduceerd die processen in het lichaam
zouden kunnen beinvloeden. Hoewel de voordelen van deze benadering evident
zijn, is er nog steeds veel discussie of deze methode mogelijk belangrijke
factoren over het hoofd ziet. Omdat deze vragen niet in de literatuur
beantwoord worden nopen die ons tot deze studie.

Tot nu toe is onze aanpak als volgt: patiënten/vrijwilligers ademen uit in een
3L Tedlar zak (weerstandsvrij), zonder gebruik van bepaalde randvoorwaarden of
specifieke apparatuur. De lucht in de zak wordt overgebracht naar een
absorptiebuisje gevuld met actieve koolstof, waarbij alle VOC*s aan de koolstof
gebonden worden. Later worden deze VOC*s weer losgemaakt door middel van
thermische desorptie en gemeten met behulp van gas chromatografie-massa
spectrometrie. Data (pre)processing wordt gebruikt om alle relevante informatie
te scheiden van de niet-relevante informatie.
In deze studie willen we onze manier vergelijken met meer ingewikkelde methoden
en vaststellen of er verschillen zijn naar aanleiding van de sample methode en
met welke van de 4 onderzochte methodes uiteindelijk de beste resultaten worden
verkregen. De data zullen worden geanalyseerd als een twee-groepen probleem.
Verschillen tussen groep 1 (geen suppletie van knoflook/visolie) en groep 2
(wel knoflook/visolie) worden bepaald, met behulp van multilevel-PLS-DA in 4
set-ups (één voor elke sample methode). De analyse houdt rekening met de
gepaarde data structuur in het cross-over design. In totaal zullen 4
verschillende multilevel-PLS-DA classificatiemodellen worden verkregen. Voor
elk classificatie model wordt een set discriminerende VOC*s verkregen en de
sensitiviteit, specificiteit en overall correcte classificatie worden
vastgesteld. Sensitiviteit, specificiteit en overall correct prediction wordne
berekend met behulp van een validatieset.

Het doel van de studie is verschillende adem sample methoden met elkaar te
vergelijken om tot een optimale methode te komen, zowel met betrekking tot
eindresultaten van studies als met betrekking tot het niet meer belasten van
patiënten/vrijwilligers dan nodig is.

Gerandomiseerde cross-over studie. Ongeveer 50 vrijwilligers worden in de ze
studie geïncludeerd en random ingedeeld in groep 1 en groep 2. Hun zal gevraagd
worden om bij twee gelegenheden 4 adem samples per gelegenheid te leveren. Van
elke deelnemer in groep 1 worden 4 samples verzameld zonder enige voorwaarde
vooraf met betrekking tot voeding. Een week later worden weer 4 samples
verzameld, maar voorafgaand aan deze tweede sample ronde dienen de
vrijwilligers 2 knoflook/visolie pillen in te nemen (de avond voor sampling en
3 uur voor sampling). Voor groep 2 is de volgorde omhgekeerd. Voor elke
verschillende manier van sampelen verkrijgen we dan een aantal samples per
individu, met en zonder suppletie. De sensitiviteit en specificiteit per
methode wordt bepaald zodat vastgesteld kan worden welke methode het beste
presteert.
Week 1
Groep 1: geen knoflook/visolie suppletie: * normale VOC-profielen
Groep 2: knoflook/visolie suppletie: om 10.00 pm van de avond voor de sampling
en 3 uur voordat de sampling plaatsvindt: 1 capsule: * knoflook/visolie profiel

Samplemethodes
1. uitademen in tedlar bag, geen spcifieke aanwijzingen/voorzieningen
2. idem, maar met gebruik neusclip
3. uitademen in teflon slangetje, verbonden met 3-wegkraan: gedeelte deadspace
air wordt afgescheiden, alveolaire lucht opgevangen in tedlar bag
4. idem, met gebruik van neusclip

Week 2: als week 1, maar nu suppletie voor groep 1 en niet voor groep 2.

Deelnemers wordt gevraagd 2 (commercieel verkrijgbare) knoflook/visolie pillen in te nemen. De eerste de avond voor sampeling, de tweede drie uur voor sampeling.

Een van de grote voordelen van adem analyse is het niet-invasieve en
patient/vrijwilliger vriendelijke karakter ervan. Adem sampling is zonder
problemen of belasting mogelijk voor kleine kinderen en zieke personen.
Deelname aan deze studie betekent voor de deelnemers dat ze in totaal 8 keer
uitademen in een Tedlar zak. (4 keer in week 1 en 4 keer in week 2). Dit vergt
enkele minuten per sample. Daarnaast wordt gevraagd om hetzij in week 1, hetzij
in week 2 in totaal 2 knoflook/visolie pillen in te nemen, voorafgaand aan het
sampelen.
Het nemen van knoflook/visolie supplementatie wordt gezien als gezond, sommige
(gevoelige) mensen zouden het als onprettig kunnen ervaren (oprispingen).
Gezien het feit dat per persoon slechts twee pillen worden ingenomen verwachten
we geen problemen.