Misurazione del flusso negli inalatori medici intelligenti

Jun 18, 2023

Gli inalatori sono tra i dispositivi più comunemente utilizzati per il trattamento di malattie respiratorie come l’asma e la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO). Ad ogni inalazione attraverso l'inalatore, il dispositivo eroga una quantità specifica di farmaco ai polmoni. Tuttavia, viene comunemente utilizzato in modo improprio perché i pazienti spesso hanno problemi ad adottare la tecnica inalatoria corretta e quindi ricevono farmaci insufficienti. Ciò porta a uno scarso controllo delle malattie e a un aumento dei costi sanitari.

I costi annuali globali associati alla gestione dell’asma e della BPCO sono sostanziali sia dal punto di vista del pagatore sanitario che da quello della società. I risultati della ricerca mostrano che la spesa sanitaria per un paziente non controllato è più del doppio di quella di un paziente controllato. 1 Gli studi hanno inoltre rilevato che la maggior parte dei pazienti commette almeno un errore durante l'assunzione del farmaco tramite inalatore, con il risultato che solo una percentuale compresa tra il 7% e il 40% del farmaco viene erogata ai polmoni. I due errori più grandi e più gravi quando si utilizzano gli inalatori predosati (MDI) sono entrambi legati all’inalazione del paziente. Il primo errore è legato alla coordinazione tra l’inalazione e l’attivazione del rilascio della dose dell’inalatore. Anche un breve ritardo può far sì che solo il 20% del farmaco venga somministrato ai polmoni. Il secondo errore più significativo è non respirare abbastanza profondamente, il che può far sì che un altro 10% in meno di farmaci raggiunga i polmoni.

Per risolvere questi problemi, Sensirion AG (Stäfa, Svizzera) ha sviluppato un prototipo che può essere agganciato all'inalatore per misurare il flusso d'aria inspiratorio del paziente e determinare quando durante l'inalazione viene azionato l'inalatore.

Poiché i due errori più grandi e gravi nell’uso degli inalatori sono legati all’inalazione del paziente, è importante misurare il flusso d’aria attraverso l’inalatore e, per gli MDI, anche il momento in cui il farmaco viene erogato. Ciò fornisce informazioni sul fatto che il farmaco sia stato rilasciato entro la finestra ottimale del ciclo di inalazione (vedere Figura 1). Questa tempistica di attivazione della dose rispetto alla correlazione del flusso è un parametro fondamentale per comprendere se il flusso di trasporto del farmaco ha raggiunto in profondità i bronchi e ha raggiunto l'elevata deposizione polmonare desiderata.

Il secondo parametro critico è il profilo del flusso d'aria inalato. Analogamente all'utilizzo di uno spirometro, dal profilo del flusso d'aria inspiratorio è possibile derivare diversi parametri che forniscono informazioni dettagliate sull'inalazione di ciascun paziente:

Profondità e durata dell'inalazione

Intera espirazione prima di inspirare

Inalazione lenta secondo le istruzioni

Funzione polmonare e suo sviluppo nel tempo (cambiamento delle caratteristiche del flusso inspiratorio)

Registrazioni accurate e calibrate in tempo reale del profilo del flusso inspiratorio forniscono queste informazioni, dalle quali è possibile determinare se il paziente ha eseguito correttamente l'inalazione.

Altri parametri di interesse includono il volume inalato (IV) e la velocità di picco del flusso inspirato (PIF), insieme alle caratteristiche del flusso d'aria di inalazione completa, come mostrato nella Figura 2.

Dal profilo del flusso d'aria inspiratorio è anche possibile determinare sottoinsiemi di parametri come la resistenza delle vie aeree (RAW). La derivazione del RAW è mostrata nella Figura 3. Quando l'inalatore viene utilizzato come un dispositivo simile a uno spirometro, tutti i parametri vengono derivati ​​durante l'inalazione regolare, quindi non c'è nient'altro che il paziente deve fare rispetto all'assunzione dei farmaci nel modo in cui vengono utilizzati A. Allo stesso tempo il dispositivo registrerà anche se il paziente non ha assunto il farmaco, cosa che può essere utilizzata per ricordare al paziente di aderire alla terapia prescritta.

Oltre a monitorare ogni inalazione, è possibile seguire nel tempo i parametri importanti, fornendo feedback sul corretto utilizzo dell'inalatore, sull'efficacia del farmaco e sul decorso della malattia. Queste informazioni possono essere inviate all'operatore sanitario e possono anche aiutare a motivare l'utente. Questa combinazione di somministrazione del farmaco e unità diagnostica in un unico dispositivo è un potente strumento per migliorare i risultati dei pazienti.

La Figura 4 mostra il comportamento schematico di PIF, IV e RAW rispetto al tempo. Visualizza l'effetto positivo dell'inizio del trattamento, la fase stabile del trattamento durante il dosaggio regolare e l'effetto negativo dell'interruzione del trattamento.