Integrated optical measuring setup for chronic respiratory diseases sputum characterization

Chronic pulmonary diseases include asthma, chronic bronchitis, bronchiectasis, emphysema, chronic obstructive pulmonary disease (COPD), cystic fibrosis (CF). Chronic pulmonry diseases are one the major health burdens. It appears only logical that patients affected by chronic pulmonary diseases would benefit from new techniques allowing continuous monitoring, early detection of infections and exacerbations. Sputum (it. “espettorato”) is the easiest specimen that can be gathered from the respiratory system. Unfortunately, the only objective measure performed on sputa is bio-chemical and micro-biological analysis, with great expense of time and need for professionals. Sputum appearance is evaluated by eye by either the physician or the patients him/herself. Sputa analysis represents a promising path to implement a continuous, home-based monitoring of patients affected by chronic pulmonary diseases. This dissertation describes a novel approach to sputum analysis, where an experimental setup is built ex-novo and more reproducible measure procedure is proposed.

Le malattie polmonari croniche comprendono asma, bronchite cronica, bronchiectasie, enfisema, broncopneumopatie croniche ostruttive (BPCO), fibrosi cistica (FC), e sono tra le patologie che richiedono più risorse a livello socio-sanitario. Appare dunque sensato che i pazienti possano trarre benefici da nuove soluzioni che consentano continuo monitoraggio delle loro condizioni e diagnosi precoce di infezioni e riacutizzazioni. L'espettorato è il campione che si può più agevolmente raccogliere dal sistema respiratorio. Sfortunatamente l'unica valutazione quantitativa che si effettua nella prassi è l'analisi chimica e micro-biologica, che richiede tempo e lavoro specialistico. L'aspetto esteriore è valutato “ad occhio" dal medico o dallo stesso pazient. L'analisi dell'espettorato rappresenta una promettente opportunità per lo sviluppo di un sistema di monitoraggio continuo e domiciliare dei pazienti affetti da malattie croniche polmonari. Questa tesi descrive un nuovo approccio all'analisi dell'espettorato, proponendo una procedura di misurazione più ripetibile e presentando un prototipo sperimentale costruito ex-novo.