ES2843262T3 - Módulo de monitorización del cumplimiento de un inhalador - Google Patents

Abstract

Un módulo de monitorización de cumplimiento de un inhalador que comprende: un sensor (110) de presión barométrica en miniatura configurado para medir la presión barométrica, estando configurado un puerto (111) de sensor de dicho sensor para acoplarse neumáticamente a un canal (120) de flujo de dicho inhalador a través del cual un usuario puede inhalar, en el que el sensor (110) barométrico en miniatura es un sensor de presión de sistema microelectromecánico o un sensor de presión de sistema nanoelectromecánico; un procesador configurado para: recibir datos del sensor de presión barométrica en miniatura; recibir datos de un sensor de modo; determinar, con base en los datos del sensor de modo, la orientación del inhalador o si el inhalador ha sido cebado para su uso; y con base en dichos datos de dicho sensor de presión barométrica en miniatura y dichos datos de dicho sensor de modo, compilar un informe de cumplimiento; y un transmisor configurado para emitir dicho informe de cumplimiento.

Description

DESCRIPCIÓN

Módulo de monitorización del cumplimiento de un inhalador

La presente divulgación se relaciona en general con la monitorización del cumplimiento del paciente con la administración de un medicamento mediante un inhalador. Más particularmente, la divulgación se relaciona con el uso de un sensor de presión en miniatura para la monitorización del cumplimiento en un inhalador.

Se utilizan inhaladores o sopladores para administrar medicación al cuerpo a través de los pulmones. Pueden usarse, por ejemplo, en el tratamiento del asma y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Los tipos de inhaladores incluyen inhaladores de dosis medidas (MDI), nebulizadores e inhaladores de polvo seco (DPI).

Los MDI comprenden tres componentes principales: un recipiente, que normalmente es de aluminio o acero inoxidable, donde reside la formulación del fármaco; una válvula dosificadora, que permite dispensar una cantidad medida de la formulación con cada actuación; y un actuador (o boquilla) que permite al paciente operar el dispositivo y dirige el fármaco en aerosol a los pulmones del paciente. La formulación en sí está compuesta por el fármaco, un propulsor de gas licuado y, en muchos casos, excipientes estabilizadores. El actuador contiene una boquilla de descarga acoplada y generalmente incluye una tapa contra el polvo para evitar la contaminación. Para usar el inhalador, el paciente presiona hacia abajo en la parte superior del recipiente, con el pulgar sosteniendo la porción inferior del actuador. La activación del dispositivo libera una única dosis medida de la formulación que contiene el medicamento disuelto o suspendido en el propulsor. La descomposición del propulsor volátil en gotas, seguida de una rápida evaporación de estas gotas, da como resultado la generación de un aerosol que consiste en partículas de medicación de tamaño micrométrico que luego se inhalan.

Los nebulizadores de chorro, también conocidos como atomizadores, se conectan mediante un tubo a un compresor que hace que el aire comprimido u oxígeno fluya a alta velocidad a través de un medicamento líquido para convertirlo en un aerosol, que luego es inhalado por el paciente. Los nebulizadores de chorro se usan comúnmente para pacientes en hospitales que tienen dificultades para usar otros inhaladores, tal como en casos graves de enfermedad respiratoria o ataques de asma graves.

Los DPI administran medicación a los pulmones en forma de polvo seco. Los DPI se utilizan comúnmente para tratar enfermedades respiratorias tal como asma, bronquitis, enfisema y EPOC. Los DPI pueden requerir algún procedimiento para permitir que una dosis medida de polvo esté lista para que la tome el paciente. El medicamento se mantiene comúnmente en una cápsula para carga manual o en una tolva/depósito dentro del inhalador. Una vez cargado o activado, el paciente se coloca la boquilla del inhalador en la boca e inhala profundamente, conteniendo la respiración durante 5 a 10 segundos.

Un problema común al que se enfrenta la administración de fármacos respiratorios, independientemente del dispositivo utilizado, es cómo controlar la adhesión y el cumplimiento del paciente.

La adhesión se ocupa del paciente siguiendo la etiqueta de prescripción, por ejemplo, tomando el número prescrito de dosis por día. Si la prescripción requiere dos dosis al día y el paciente toma dos dosis al día, se consideran adherentes al 100%. Si el paciente solo toma una dosis al día, solo se adhiere al 50%. En este último caso, el paciente no está recibiendo el tratamiento prescrito por su médico.

El cumplimiento, por otro lado, se refiere a cómo el paciente usa su dispositivo de administración de fármacos. Si se utilizan de la manera recomendada para un tratamiento eficaz, cumplen al 100%. Sin embargo, si no se usan correctamente, cumplen menos del 100%.

Como ejemplo, considérese un paciente al que se le prescribió un pMDI. Muchos de estos dispositivos requieren que se agite el recipiente de fármaco antes de su uso, para que el fármaco y el propulsor se mezclen correctamente dentro del bote. Esto supera el llamado "efecto cremoso" que se produce entre usos, el fenómeno por el cual la medicación se separa del propulsor y flota hacia la parte superior (es decir, cremas). Sin agitar, el paciente puede recibir menos de la dosis recomendada de medicamento. Otro problema con los dispositivos pMDI es la maniobra coordinada mano/respiración necesaria para garantizar que el medicamento llegue realmente a los pulmones. Dicho requisito implica 1) inhalar y luego, mientras continúa inhalando, 2) dispensar el medicamento presionando hacia abajo el recipiente, seguido de 3) inhalación continua y finalmente 4) contener la respiración durante un breve período de tiempo. Este último paso es importante para que se produzca la "sedimentación" del fármaco dentro de los pulmones. Puede ser necesario que la rata de flujo durante la inhalación supere algún valor umbral mínimo para que el fármaco se administre de forma eficaz. Para muchos pacientes, el cumplimiento de este proceso de varios pasos no es fácil, ya sea porque no están familiarizados con el procedimiento o, por ejemplo, en el caso de niños y ancianos, les resulta difícil de realizar.

Como otro ejemplo, la mayoría de los DPI se basan en la fuerza de la inhalación del paciente para arrastrar el polvo desde el dispositivo y, posteriormente, romper el polvo en partículas que son lo suficientemente pequeñas como para llegar a los pulmones. Por esta razón, las ratas de flujo de inhalación del paciente insuficientes pueden conducir a una administración de dosis reducida y una desagregación incompleta del polvo, lo que conduce a resultados de tratamiento insatisfactorios. Además, si un usuario exhala en el dispositivo, parte de la dosis puede perderse en el aire circundante. Esto reduce la dosis administrada al paciente de tal manera que no cumple completamente la normativa y puede suponer un riesgo para otras personas en las proximidades al exponerlas a un fármaco que no se les ha recetado.

Cuando un médico prescribe un medicamento, la eficacia de ese tratamiento depende totalmente de que el paciente utilice su dispositivo correctamente y el número adecuado de veces al día. Si no lo hacen, es probable que el paciente no experimente ninguna mejora en su condición. En ausencia de cualquier medio para verificar la adhesión /cumplimiento del paciente, pero al enfrentarse a un paciente en el que no se observa ninguna mejora, es posible que el médico no tenga más remedio que recetar una dosis más fuerte o incluso un medicamento más fuerte. En algunos casos, esto puede poner en riesgo al paciente. Esto podría evitarse si el médico tuviera alguna forma de confirmar que el paciente realmente estaba recibiendo el medicamento recetado.

El enfoque seguido por algunas compañías farmacéuticas ha sido agregar contadores de dosis integrales a sus productos de administración de medicamentos. Por ejemplo, un contador de dosis puede activarse presionando un botón de activación o abriendo una tapa o cubierta. Si bien esto proporciona a los pacientes y cuidadores evidencia objetiva de que se ha manipulado un dispositivo, aún no proporciona ningún tipo de información de cumplimiento. No hay forma de determinar si el usuario ha inhalado la dosis completa. Como tal, existe la necesidad de un producto que proporcione no solo información de adhesión, sino también información de cumplimiento.

Un espirómetro es un aparato para medir el volumen de aire inspirado y espirado por los pulmones de un paciente. Los espirómetros miden la ventilación, el movimiento del aire que entra y sale de los pulmones. A partir de los rastros, conocidos como espirogramas, emitidos por espirómetros, es posible identificar patrones de ventilación anormales (obstructivos o restrictivos). Los espirómetros existentes utilizan una variedad de métodos de medición diferentes, incluyendo transductores de presión, ultrasonidos y manómetros.

Para monitorizar los flujos asociados con la respiración, un sensor de presión es más conveniente porque la información de presión se puede usar para determinar el flujo, que luego se puede usar para determinar el volumen.

Los sensores de presión usados para la detección de la respiración generalmente miden la diferencia de presión a través de una sección de la vía aérea del paciente. Esto se hace comúnmente usando dos conexiones, mediante tubos u otros conductos adecuados, para conectar el sensor a las vías respiratorias. También es posible utilizar una única conexión a la vía aérea, con el otro puerto abierto a la atmósfera. También se puede utilizar un sensor de tipo manómetro de puerto único si se mide la presión dentro de las vías respiratorias antes y después de aplicar el flujo; la diferencia en las lecturas representa las caídas de presión deseadas a través de la resistencia de la vía aérea. Sin embargo, la incertidumbre asociada con la primera lectura (sin flujo) es generalmente alta.

Otro problema con los sensores de presión convencionales es la deriva térmica; el fenómeno por el cual la lectura de presión puede cambiar con el tiempo con cambios en la temperatura local. Es posible compensar dicha deriva utilizando circuitos adicionales, pero esto agrega coste y volumen y aumenta los requisitos de energía. Dicho circuito puede ubicarse dentro del propio sensor de presión, pero teniendo en cuenta que el sensor está generalmente algo alejado del gas que se mide; la temperatura detectada puede no ser representativa de ese gas. El circuito de monitorización de temperatura podría ubicarse en el paciente, pero esto agrega componentes adicionales, además de coste y complejidad.

Otro problema más con los sensores de presión convencionales es la susceptibilidad a la exposición a alta radiofrecuencia (RF). Esto puede ser un problema real cuando se opera cerca de un transmisor de radio, tal como un teléfono móvil. Otras fuentes potenciales incluyen dispositivos de comunicación inalámbricos, tal como enrutadores Wi-Fi y teléfonos inalámbricos, y diversas otras formas de equipos de tecnología de la información (TI), tal como impresoras en red inalámbrica.

Otro problema con algunos sensores de presión convencionales es la histéresis, la renuencia de un material sensor de presión, tal como un diafragma, a volver a su conformación, forma o posición originales después de deformarse. Esto se observa como una diferencia en la salida cuando se pasa a través de la misma presión desde diferentes direcciones (ya sea por encima o por debajo de la presión objetivo). Cuando se trata de cambios de presión muy bajos, dicho desplazamiento puede ser lo suficientemente grande como para enmascarar la señal que se mide.

Los inhaladores de la técnica anterior con módulos de monitorización del cumplimiento se divulgan en los documentos US2013/008436, US2003/205229, US5363842, EP0667168, y US4984158.

En el presente documento se describen nuevos medios de monitorización del cumplimiento. La invención se define mediante la reivindicación 1 adjunta. Las realizaciones y aspectos divulgados en el presente documento se consideran ejemplos a menos que se definan como realizaciones de la invención.

De acuerdo con un primer aspecto, se proporciona un módulo de monitorización de cumplimiento para un inhalador que comprende: un sensor de presión barométrica en miniatura configurado para medir la presión absoluta, estando configurado un puerto de sensor de dicho sensor para acoplarse neumáticamente a un canal de flujo de dicho inhalador a través del cual un usuario puede inhalar; un procesador configurado para: recibir datos del sensor de presión barométrica; recibir datos de un sensor de modo; determinar una medida de presión durante una inhalación con base en los datos del sensor de presión barométrica;

determinar, con base en los datos del sensor de modo, una o más de la orientación del inhalador o si el inhalador ha sido cebado para su uso; y con base en dichos datos de dicho elemento de detección de sensor de presión barométrica y dichos datos de dicho sensor de modo, compile un informe de cumplimiento; y un transmisor configurado para emitir dicho informe de cumplimiento. El sensor de presión en miniatura es un sensor de presión barométrica del sistema microelectromecánico (MEMS) o un sensor de presión barométrica del sistema nanoelectromecánico (NEMS).

Dicho sensor de modo podría ser un sensor de orientación. Dicho sensor de modo podría ser un medio para determinar que el inhalador ha sido cebado para su uso. Dicho sensor de modo podría ser uno de: un acelerómetro, un giroscopio, un interruptor mecánico, un sensor óptico, un sensor de efecto Hall, un micrófono, un sensor de temperatura y un sensor de presión adicional.

Cuando el sensor de modo es un acelerómetro o un giroscopio, dicho procesador podría configurarse además para determinar una orientación de dicho inhalador usando dicho acelerómetro o giroscopio.

Cuando el sensor de modo es un acelerómetro y el inhalador es un nebulizador de chorro, dicho procesador podría configurarse además para determinar que un compresor del inhalador se ha activado con base en los datos recibidos de dicho acelerómetro. Alternativamente, cuando el sensor de modo es un sensor de presión adicional, dicho procesador podría configurarse además para determinar que se ha activado un compresor del inhalador con base en los datos recibidos de dicho sensor de presión adicional.

Cuando el sensor de modo es un acelerómetro y el inhalador es un inhalador de polvo seco (DPI) configurado para recibir medicamento en polvo seco almacenado en cápsulas, dicho procesador podría configurarse adicionalmente para determinar que una cápsula se ha abierto y/o vibrado/rotado dentro de una cámara con base en los datos recibidos de dicho acelerómetro.

El módulo de monitorización de cumplimiento podría configurarse para ubicarse completamente dentro del inhalador en uso.

Alternativamente, el módulo de monitorización de cumplimiento podría configurarse para ubicarse al menos parcialmente en el exterior del inhalador en uso.

El módulo de monitorización de cumplimiento podría comprender además un tubo capilar configurado para acoplar neumáticamente dicho puerto de sensor a dicho canal de flujo.

Dicho tubo capilar podría comprender un sello entre el puerto del sensor y el canal de flujo, estando configurado dicho sello para transferir presión desde el canal de flujo hasta el puerto del sensor.

El inhalador podría ser un inhalador de dosis medida presurizado (pMDI).

Dicho canal de flujo podría ser un espacio entre una caja de carga de inhalador y un recipiente de gas recibido al menos parcialmente en el mismo.

El módulo de monitorización de cumplimiento podría configurarse para montarse sobre un borde exterior vertical del inhalador que está en uso en la parte superior. El módulo de monitorización del cumplimiento podría comprender además un labio para sujetar el módulo al inhalador, configurado de manera que dicho acoplamiento neumático sea a través de un espacio entre dicho labio y una superficie interior de una pared más externa de dicha caja de carga de inhalador.

El inhalador podría ser un nebulizador de chorro.

El módulo de monitorización de cumplimiento podría configurarse para montarse sobre una superficie exterior del inhalador que mira sustancialmente hacia el exterior del paciente en uso.

El módulo de monitorización de cumplimiento podría comprender una interfaz de usuario para indicar que la dosificación está completa.

El procesador podría configurarse además para determinar, a partir de dichos datos de dicho elemento de detección de sensor de presión, un nivel de medicamento líquido que queda en el nebulizador.

El inhalador puede ser un inhalador de polvo seco (DPI).

Dicho DPI podría configurarse para recibir medicamento en polvo seco almacenado en cápsulas.

Dicho procesador podría configurarse además para determinar a partir de dichos datos recibidos del sensor de presión en miniatura si se cumplen uno o más requisitos predeterminados para una dosificación satisfactoria. Dichos uno o más requisitos podrían comprender uno o más de: rata de flujo que exceda un valor umbral predeterminado; duración de la inhalación que excede un valor umbral predeterminado; rata de flujo que excede un valor umbral predeterminado durante al menos una duración umbral predeterminada; volumen total inhalado que excede un valor umbral predeterminado; y flujo máximo inspirado (PIF) que excede un valor umbral predeterminado.

El módulo podría configurarse para su uso con un inhalador que comprenda medios para el cebado accionado por el usuario de un mecanismo de dosificación.

Dicho transmisor podría ser inalámbrico.

Dos o más de los sensores de presión, procesador y transmisor podrían estar comprendidos en un solo circuito integrado o System on Chip (SoC).

El módulo podría comprender además dicho canal de flujo, estando ubicado el sensor de presión dentro del canal de flujo, estando ubicado opcionalmente el sensor de presión en un rebaje en una pared interna del canal de flujo.

El módulo podría comprender además dicho canal de flujo, estando el sensor de presión ubicado en el exterior del canal de flujo y estando dicho puerto de sensor acoplado neumáticamente al canal de flujo a través de una abertura en una pared del canal de flujo.

El módulo podría comprender además un sello dispuesto para acoplar neumáticamente el puerto del sensor a dicha abertura, estando al menos una parte de dicho sello opcionalmente intercalada entre el sensor de presión y la pared, extendiéndose opcionalmente al menos una parte de dicho sello desde una superficie exterior de dicha pared hasta una superficie sobre la que está montado el sensor de presión para encapsular el sensor de presión en una cámara neumática adyacente a la pared.

Dicha pared y dicho sello podrían formarse mediante un proceso de moldeo de dos pasos.

El módulo podría comprender además una junta termoconductora intercalada entre el sensor de presión y la pared, actuando opcionalmente dicha junta termoconductora como la junta.

El módulo podría comprender además un filtro permeable al aire e impermeable al agua que separa dicho puerto sensor de dicho canal de flujo.

El sensor de presión podría comprender una carcasa metálica.

El sensor de presión podría ser un sensor de presión barométrica MEMS. El sensor podría ser un sensor de presión MEMS piezorresistivo o capacitivo.

Dicho procesador podría estar incluido en el sensor de presión.

El módulo podría comprender además una memoria intermedia de datos configurada para almacenar los datos recibidos de un elemento de detección del sensor de presión. Opcionalmente, dicha memoria intermedia de datos podría estar incluida en el sensor de presión. Dicha memoria intermedia de datos podría configurarse para almacenar datos correspondientes a una forma de onda de inhalación/exhalación. Dicha memoria intermedia de datos podría ser una memoria intermedia de datos primera en entrar, primero en salir (FIFO).

El módulo podría comprender además un sensor de presión barométrica MEMS adicional configurado para monitorizar la actividad barométrica ambiental.

El transmisor podría estar comprendido en un transceptor configurado para comunicar datos desde y/o hacia el sensor de presión. El transmisor puede ser inalámbrico. Dicho transmisor inalámbrico podría ser un subsistema Bluetooth™, opcionalmente un circuito integrado Bluetooth ™ Low Energy (BLE) o System on Chip (SoC).

El sensor de presión y/o el transmisor se podrían montar en una placa de circuito impreso (PCB).

El módulo podría comprender además una batería, opcionalmente una pila de botón, dispuesta para alimentar el sensor de presión.

El sensor de presión podría tener una sensibilidad de 20 Pascales o menos.

El sensor de presión podría comprender un elemento de detección. El procesador podría configurarse para sondear dicho elemento de detección a una frecuencia mayor o igual a 100 Hz.

El módulo podría comprender además medios de control para encender el sensor de presión y/o reactivar el sensor de presión desde un estado de baja potencia.

Dichos medios de control podrían ser un interruptor mecánico, un sensor óptico, un acelerómetro o un sensor de efecto Hall. El procesador podría configurarse para responder a dichos medios de control que encienden y/o reactivan el sensor de presión tomando una lectura de tara de dicho elemento de detección y calibrando los datos recibidos desde el elemento de detección usando posteriormente dicha lectura de tara.

El procesador podría configurarse para determinar un cero dinámico a partir de un promedio móvil de medidas por el sensor de presión, y calibrar dinámicamente el sensor de presión de acuerdo con dicho cero dinámico.

El procesador podría configurarse para filtrar el ruido eléctrico inherente al sensor de presión y/o anomalías ambientales en los datos recibidos desde un elemento de detección del sensor de presión.

El módulo podría comprender además un sensor de temperatura, opcionalmente integral con el sensor de presión. El procesador, opcionalmente incluido en uno de los sensores de presión y temperatura, podría configurarse para aplicar la compensación de temperatura determinada a partir de los datos recibidos desde un elemento de detección del sensor de temperatura hasta los datos recibidos desde un elemento de detección del sensor de presión.

El inhalador podría comprender además una boquilla, estando dicho puerto sensor acoplado neumáticamente a un canal de flujo en comunicación neumática con dicha boquilla.

El sensor de presión barométrica en miniatura podría ser un sensor de presión barométrica del sistema microelectromecánico (MEMS) o un sensor de presión barométrica del sistema nanoelectromecánico (NEMS). El sensor de presión podría ser un sensor de presión barométrica MEMS. El sensor podría ser un sensor de presión barométrica MEMS piezorresistivo o capacitivo.

Si el inhalador es un nebulizador de chorro, dicho método podría comprender además determinar, a partir de dichos datos de dicho elemento de detección de sensor de presión, un nivel de medicamento líquido que queda en el inhalador.

Si el sensor de modo es un acelerómetro o un giroscopio, dicho método podría comprender además determinar una orientación de dicho inhalador usando dicho acelerómetro o giroscopio.

Si el sensor de modo es un acelerómetro o un sensor de presión adicional y el inhalador es un nebulizador de chorro, dicho método podría comprender además determinar que un compresor del inhalador se ha activado usando dicho acelerómetro o sensor de presión adicional.

Si el sensor de modo es un acelerómetro y el inhalador es un inhalador de polvo seco (DPI) configurado para recibir medicamento en polvo seco almacenado en cápsulas, dicho método podría comprender además determinar que una cápsula se ha abierto y/o vibrado/girado dentro de una cámara que utiliza dicho acelerómetro.

Dicho sensor de modo podría ser un sensor de orientación. Dicho sensor de modo podría ser un medio para determinar que el inhalador ha sido cebado para su uso. Dicho sensor de modo podría ser uno de: un acelerómetro, un giroscopio, un interruptor mecánico, un sensor óptico, un sensor de efecto Hall, un micrófono y un sensor de temperatura.

Un método que no es parte de la invención, podría ser realizado completamente por el inhalador.

Alternativamente, el método podría realizarse al menos parcialmente mediante un aparato externo al inhalador.

Podría haber un tubo capilar configurado para acoplar neumáticamente dicho puerto sensor a dicho canal de flujo.

Dicho tubo capilar podría comprender un sello entre el puerto del sensor y el canal de flujo, estando configurado dicho sello para transferir presión desde el canal de flujo hasta el puerto del sensor.

El inhalador podría ser un inhalador de dosis medida presurizado (pMDI).

Dicho canal de flujo podría ser una brecha entre una caja de carga de inhalador y un recipiente de gas recibido al menos parcialmente en el mismo.

El método podría llevarse a cabo mediante un módulo montado sobre un borde exterior vertical del inhalador que está más arriba en uso. Dicho módulo podría comprender además un labio para sujetar el módulo al inhalador, configurado de manera que dicho acoplamiento neumático sea a través de una brecha entre dicho labio y una superficie interior de una pared más exterior de dicha caja de carga de inhalador.

El inhalador podría ser un nebulizador de chorro. El método podría realizarse mediante un módulo montado sobre una superficie exterior del inhalador que mira sustancialmente hacia el lado opuesto del paciente en uso.

El método podría comprender además indicar, a través de una interfaz de usuario, que la dosificación está completa.

El método podría comprender además determinar, a partir de dichos datos de dicho elemento de detección de sensor de presión, un nivel de medicamento líquido que queda en el inhalador.

El inhalador podría ser un inhalador de polvo seco (DPI).

Dicho DPI podría configurarse para recibir medicamento en polvo seco almacenado en cápsulas.

Dicho método podría comprender además determinar a partir de dichos datos recibidos de dicho sensor de presión si se cumplen uno o más requisitos predeterminados para una dosificación satisfactoria. Dichos uno o más requisitos podrían comprender uno o más de: rata de flujo que exceda un valor umbral predeterminado; duración de la inhalación que excede un valor umbral predeterminado; rata de flujo que excede un valor umbral predeterminado durante al menos una duración umbral predeterminada; volumen total inhalado que excede un valor umbral predeterminado; y flujo máximo inspirado (PIF) que excede un valor umbral predeterminado.

El inhalador podría comprender un medio para el cebado accionado por el usuario de un mecanismo de dosificación. Dicha emisión podría ser mediante transmisión inalámbrica.

Dos o más de los sensores de presión, un procesador y un transmisor para realizar el método podrían estar comprendidos en un solo circuito integrado o System on Chip (SoC).

El sensor de presión podría estar ubicado dentro del canal de flujo, estando el sensor de presión ubicado opcionalmente en un rebaje en una pared interna del canal de flujo.

El sensor de presión podría ubicarse en el exterior del canal de flujo y dicho puerto del sensor podría acoplarse neumáticamente al canal de flujo a través de una abertura en una pared del canal de flujo.

Se podría disponer un sello para acoplar neumáticamente el puerto del sensor a dicha abertura, al menos una parte de dicho sello opcionalmente intercalada entre el sensor de presión y la pared, extendiéndose al menos una parte de dicho sello opcionalmente desde una superficie exterior de dicha pared hasta una superficie sobre la que está montado el sensor de presión para encapsular el sensor de presión en una cámara neumática adyacente a la pared.

Dicha pared y dicho sello podrían formarse mediante un proceso de moldeo de dos pasos. Podría haber una junta termoconductora intercalada entre el sensor de presión y la pared, actuando opcionalmente dicha junta térmicamente conductora como sello.

Podría haber un filtro impermeable al agua, permeable al aire, que separe dicho puerto sensor de dicho canal de flujo. El sensor de presión podría comprender una carcasa metálica.

El sensor de presión podría ser un sensor de presión barométrica MEMS. El sensor podría ser un sensor de presión barométrica MEMS piezorresistivo o capacitivo.

Un procesador podría estar incluido en el sensor de presión.

El método podría comprender además almacenar datos recibidos desde un elemento de detección del sensor en una memoria intermedia de datos. Dichos datos podrían corresponder a una forma de onda de inhalación/exhalación. Opcionalmente, dicha memoria intermedia de datos podría estar incluida en el sensor de presión. Dicha memoria intermedia de datos podría ser una memoria intermedia de datos primera en entrar, primera en salir (FIFO).

El método podría comprender, además: monitorizar la actividad barométrica ambiental usando un sensor de presión barométrica MEMS adicional; y calibrar dicho sensor que tiene el puerto de sensor acoplado neumáticamente a dicho canal de flujo contra dicho sensor adicional.

Dicha emisión podría ser mediante transmisión inalámbrica. Dicha transmisión inalámbrica podría utilizar un protocolo Bluetooth™, opcionalmente el protocolo Bluetooth™ Low Energy (BLE).

La emisión podría ser por medio de un transmisor comprendido en un transceptor configurado para comunicar datos desde y/o hacia el sensor de presión. El transmisor puede ser inalámbrico. Dicho transmisor inalámbrico podría ser un subsistema Bluetooth ™, opcionalmente un circuito integrado Bluetooth ™ Low Energy (BLE) o System on Chip (SoC). El sensor de presión y/o el transmisor podrían montarse sobre una placa de circuito impreso (PCB).

El sensor de presión podría ser alimentado por una batería, opcionalmente una pila de botón. El sensor de presión podría tener una sensibilidad de 20 pascales o menos.

El sensor de presión podría comprender un elemento de detección. El método podría comprender sondear dicho elemento de detección a una frecuencia mayor o igual a 100 Hz.

El método podría comprender además el uso de medios de control para encender el sensor de presión y/o reactivar el sensor de presión desde un estado de baja potencia.

Dichos medios de control podrían ser un interruptor mecánico, un sensor óptico, un acelerómetro o un sensor de efecto Hall. El método podría comprender, además, en respuesta a dichos medios de control que encienden y/o reactivan el sensor de presión, tomar una lectura de tara de dicho elemento de detección y calibrar los datos recibidos del elemento de detección posteriormente usando dicha lectura de tara.

El método podría comprender además determinar un cero dinámico a partir de un promedio móvil de medidas por el sensor de presión, y calibrar dinámicamente el sensor de presión de acuerdo con dicho cero dinámico.

El método podría comprender además filtrar el ruido eléctrico inherente al sensor de presión y/o anomalías ambientales en los datos recibidos de un elemento de detección del sensor de presión.

El método podría comprender además aplicar compensación de temperatura a los datos recibidos de un elemento de detección del sensor de presión utilizando datos recibidos de un elemento de detección de un sensor de temperatura.

El inhalador podría comprender además una boquilla, estando dicho puerto de sensor acoplado neumáticamente a un canal de flujo en comunicación neumática con dicha boquilla.

El método podría comprender además determinar el volumen de aire inspirado o espirado por un usuario del inhalador a partir de los datos detectados por un elemento de detección del sensor.

La invención se describirá ahora con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

Las Figuras 1 a 5 ilustran disposiciones de ejemplo para un sensor de presión en miniatura para la detección de la respiración con respecto a un canal de flujo;

La Figura 6 es un esquema de electrónica de sensor de ejemplo;

Las Figuras 7 a 12 ilustran configuraciones de ejemplo de módulos de cumplimiento en inhaladores;

La Figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra un método de monitorización de cumplimiento de ejemplo, que no forma parte de la invención; y

Las Figuras 14A y 14B son gráficos que muestran datos de prueba.

Los elementos mostrados en las figuras no están dibujados a escala, sino solo para ilustrar el funcionamiento. Los elementos similares se indican mediante números de referencia similares.

Además de los sensores de presión de tipo diferencial (dos puertos) y los sensores de tipo manómetro de puerto único, con mediciones separadas realizadas antes y después del uso, discutidas anteriormente, están disponibles sensores de presión absoluta o barométrica.

Los sensores de presión barométrica están referenciados al vacío. A veces se les llama altímetros, ya que la altitud se puede deducir de las lecturas de presión barométrica. Los sensores de este tipo no se han considerado generalmente para su uso en la detección de la respiración debido a su intervalo extremadamente amplio (20 a 110 kPa) y baja resolución. Teniendo en cuenta cómo un perfil de respiración típico puede generar cambios de presión del orden de solo 0.2 kPa, esto requeriría operar el sensor en una porción extremadamente estrecha de su intervalo operativo.

Sin embargo, con la miniaturización, que incluye la introducción de tecnologías MEMS y NEMS, ahora están disponibles sensores muy mejorados. Un sensor barométrico MEMS típico es capaz de operar de 20 kPa a 110 kPa y puede detectar ratas de flujo de menos de 30 Ipm (litros por minuto) cuando se acopla neumáticamente a una ruta de flujo que tiene una resistencia de flujo conocida.

El uso de un sensor barométrico permite el uso de la presión barométrica como línea base a lo largo del ciclo de medición, abordando así la incertidumbre de otros enfoques de puerto único.

Además, tener conocimiento de la presión barométrica local puede proporcionar una idea de la función pulmonar del paciente. Se sospecha que los cambios en la presión atmosférica, tal como los asociados con los frentes de tormenta que se acercan, pueden tener un efecto en la respiración del paciente, posiblemente incluso relacionado con eventos de asma y EPOC. Los sensores de presión barométrica ya están en condiciones de tensión, teniendo un puerto de referencia integral sellado dentro del dispositivo bajo vacío. Esto indica que tienen una histéresis baja en la región de interés. Debido al tamaño y la masa extremadamente pequeños de sus elementos sensores, los sensores MEMS son capaces de reaccionar a cambios de presión extremadamente pequeños. Algunos son capaces de resolver cambios de presión tan bajos como 1 Pa.

Los sensores de presión MEMS pueden incluir todos los circuitos análogos necesarios dentro del paquete de sensores. La compensación de temperatura y/o las interfaces digitales también se pueden integrar con el sensor de presión.

Por ejemplo, el chip de barómetro/altímetro MEMS de Freescale MPL3115A2 (sensor de presión) es digital, y utiliza una interfaz I<2>C para comunicar información de presión a un microordenador principal.

Los sensores de presión MEMS se pueden empaquetar en metal. Esto proporciona blindaje de RF y buena conductividad térmica para la compensación de temperatura.

Los sensores de presión MEMS también son de bajo coste, exhiben un bajo consumo de energía y son muy pequeños. Esto los hace especialmente adecuados para su uso en dispositivos portátiles y/o desechables que pueden, por ejemplo, ser alimentados por baterías tales como pilas de botón.

El pequeño tamaño de los sensores de presión MEMS hace que sea fácil incorporarlos en diseños existentes de inhaladores. Puede ser más fácil incorporarlos en una boquilla o cerca de ella para medir con mayor precisión el cambio de presión causado por la inhalación o exhalación de un paciente.

En algunos diseños de dispositivos, se puede conectar un sensor de presión barométrica en miniatura directamente a las vías respiratorias del paciente utilizando solo un pequeño orificio en la vía de aire que no requiere ningún tipo de tubo. Esto minimiza la posibilidad de condensación de humedad y el potencial crecimiento bacteriano asociado con los tubos elastoméricos. Se puede incluir un sello interno, por ejemplo, un sello de gel, para proteger el elemento de detección de la contaminación.

En la Figura 1 se muestra un ejemplo de este tipo de disposición. Un sensor 110 de presión barométrica en miniatura se ubica contra el canal 120 de flujo a través del cual respira un paciente. El flujo de aire es sustancialmente axial como lo indica la flecha 130. El puerto 111 de sensor está sellado en línea con una abertura 121 en la pared 122 de canal de flujo mediante un sello 140 neumático (hermético). (Nótese que, siempre que haya una conexión entre el puerto del sensor y el canal de flujo, no es necesario que el sello sea completamente hermético). El puerto 111 del sensor comprende opcionalmente un filtro, por ejemplo, un filtro permeable al aire e impermeable al agua. El canal de flujo y el sello podrían formarse mediante un proceso de moldeo de dos tiempos. El sensor 110 de presión se puede montar en una placa 150 de circuito impreso (PCB) para proporcionar conexión a fuentes de alimentación y otros componentes electrónicos. En lugar de ubicar el sello 140 alrededor del canal entre la abertura 121 y el puerto 111 del sensor, todo el sensor en miniatura podría encapsularse dentro de una cámara adyacente al canal de flujo como se ilustra en la Figura 2. El sello 240 neumático está ubicado fuera de la huella del sensor y se extiende desde el exterior de la pared 222 de canal de flujo hasta la superficie 250 en la que está montado el sensor 210 (por ejemplo, la superficie del componente de una PCB). La Figura 2 muestra una sección transversal; sello 240 neumático rodea el perímetro del sensor 210 ya sea circular, cuadrado, rectangular o de cualquier otra forma. El sello 240, el soporte 250 de sensor y la pared 222 de canal de flujo forman así una cavidad aislada neumáticamente del ambiente externo excepto por el canal de flujo en la ubicación de la abertura 221. Por lo tanto, la presión en el sensor 211 de puerto se iguala con la presión en el canal de flujo en la abertura 221.

Dado que los sensores MEMS están disponibles con compensación de temperatura incorporada, puede que no sea necesario el uso de sensores térmicos externos. La compensación se puede proporcionar directamente en el sitio de medición, aumentando la precisión de la compensación. Un sensor MEMS con compensación de temperatura incorporada también puede actuar como un termómetro de respiración compacto, proporcionando más información al paciente y/o su cuidador. Si la carcasa del sensor es de metal, entonces los circuitos internos sensibles no solo están aislados de los campos de RF, tal como los asociados con los teléfonos móviles o las perturbaciones cercanas, sino que el sensor también se equilibrará rápidamente con la temperatura local para proporcionar una compensación de temperatura óptima.

En las realizaciones de las Figuras 1 y 2, el sensor en miniatura está separado de la pared del canal de flujo por una brecha de aire. Para mejorar la capacidad del sensor en miniatura para detectar rápidamente cambios en la temperatura del canal de flujo, se puede usar una junta termoconductora como se muestra en la Figura 3. (La Figura 3 es en otros aspectos similar a la Figura 2).

En la disposición de ejemplo de la Figura 3, se proporciona una junta 360 termoconductora, tal como los tipos de silicona utilizados para disipadores de calor de transistores, entre la carcasa (opcionalmente metálica) del sensor 310 en miniatura y la pared 322 del canal de flujo. Cuanto mayor sea el área superficial adyacente cubierta por la junta, más rápido se equilibrará la temperatura. Por tanto, la junta 360 podría extenderse sustancialmente por toda la superficie del sensor 310 que mira hacia la pared 322 del canal de flujo.

La Figura 4 muestra una disposición de ejemplo en la que una junta 460 termoconductora está hecha de una sustancia impermeable al aire que se deforma en los contornos de las superficies del sensor 410 y la pared 422 del canal de flujo entre la que está comprimida. Por lo tanto, proporciona una buena conexión térmica mientras que al mismo tiempo actúa como un sello neumático, eliminando la necesidad de un elemento de sellado separado.

Una alternativa para ubicar el sensor adyacente al canal de flujo es ubicar todo el sensor dentro de la vía aérea de baja presión del dispositivo que se va a monitorizar como se ilustra en la Figura 5. Por ejemplo, el sensor podría ubicarse dentro del cuerpo de un DPI o la caja de carga de un MDI presurizado (pMDI). (El término caja de carga se refiere al cuerpo del inhalador que generalmente contiene el bote del medicamento). En esta disposición, el sensor mide realmente la presión (y opcionalmente, la temperatura) del flujo de aire en sí, lo que proporciona una mayor precisión. Por lo tanto, tampoco hay necesidad de ningún elemento de sellado para crear un conducto neumático entre el canal de flujo 520 y el puerto 511 del sensor, o de ninguna junta termoconductora para ayudar al equilibrio de temperatura entre ellos. Tampoco es necesario proporcionar al sensor ningún acceso al entorno de presión externo con fines de referencia porque la referencia ya está integrada en el propio sensor en la forma de referencia de vacío.

En el ejemplo de la Figura 5, el sensor 510 de presión barométrica en miniatura está montado sobre el interior de la pared 522 del canal de flujo, opcionalmente a través de una PCB 550. La pared 522 del canal de flujo puede comprender una parte 523 rebajada en la que el sensor 510 está ubicado como se muestra para reducir la interrupción del flujo de aire indicado en 530. Por ejemplo, la profundidad de tal rebaje 523 podría ser sustancialmente igual al grosor del sensor 510 de modo que la superficie del sensor que comprende el puerto 511 de sensor quede al ras con las partes de la superficie interior de la pared 522 del canal de flujo a cualquier lado del sensor 510. El rebaje 523 podría ser un volumen recortado de la pared 522 o una parte de la pared que se extiende radialmente hacia afuera con relación al resto como se muestra.

Debe tenerse en cuenta que, debido a su pequeño tamaño, los sensores de presión en miniatura se pueden usar para monitorizar el flujo del paciente a través de, por ejemplo, pMDI, nebulizadores de chorro o DPI, lo que facilita la monitorización de cumplimiento de bajo coste, además de/en lugar de monitorización de la adhesión, que confirma la actuación del dispositivo. Dicha monitorización del cumplimiento se podría implementar mediante un dispositivo accesorio que se acopla al dispositivo de dosificación a través de un pequeño orificio a la vía aérea que se va a monitorizar, a través de un tubo capilar en comunicación fluida con la vía aérea que se va a monitorizar, o en el propio dispositivo de dosificación. El tamaño pequeño, el alto rendimiento y el bajo costo de los sensores MEMS los hacen ideales para aplicaciones en las que el tamaño y el peso son consideraciones importantes para los usuarios que pueden tener que llevar consigo su inhalador en todo momento. Si la salida del sensor de presión en miniatura es digital, todo el procesamiento de señales de bajo nivel se puede realizar dentro del sensor, protegiéndolo de interferencias externas. Esto hace posible trabajar con señales del orden de decenas de Pascales sin mucha dificultad, algo que los sensores tradicionales con circuitos externos tendrían el desafío de hacer.

La Figura 6 muestra esquemáticamente algunos componentes electrónicos de un sensor de presión barométrica MEMS de ejemplo. El elemento 601 de detección pasa señales análogas al convertidor 602 de análogo a digital (ADC). La señal de salida digital del ADC 602 se promedia entonces mediante un filtro de promedio móvil durante muchos ciclos para reducir el ruido. Se pueden seleccionar diversos promedios bajo el control del programa para equilibrar el ruido con el tiempo de respuesta.

Como ejemplo, el bloque 603 representa un medio de seleccionar una de las ocho relaciones de sobremuestra (es decir, filtro) diferentes a la salida en 604. La respuesta más rápida está asociada con OSR = I, pero este también es el ajuste más ruidoso. Por el contrario, OSR = 128 introduce el menor ruido, pero tiene la respuesta más lenta. El ajuste óptimo se puede elegir dependiendo de la aplicación particular. Con una configuración OSR de 16, la salida es lo suficientemente limpia y el tiempo de actualización lo suficientemente rápido para la mayoría de las aplicaciones respiratorias.

Puede desearse, por ejemplo, con el fin de registrar los perfiles de flujo del paciente, crear una forma de onda asociada con las fluctuaciones de presión en tiempo real detectadas por el sensor. Si se construyera una forma de onda de este tipo a partir de lecturas individuales del sensor cada vez que se dispusiera de nuevos datos, la forma de onda resultante exhibiría artefactos en bloque, en lugar de una forma de onda suave, debido a los retrasos asociados con cada toque. Sin embargo, activando el ADC 602 a una frecuencia adecuada, por ejemplo, aproximadamente 100 Hz, y leyendo los datos a la misma velocidad, los datos presentados a cada toque se promedian aún más, lo que da como resultado una forma de onda mucho más suave.

La salida promediada se puede pasar entonces a una memoria de datos circular primera en entrar, primera en salir (FIFO) (no mostrada) para almacenamiento hasta que los datos puedan ser procesados por un procesador conectado integrado en el dispositivo, o transmitidos para procesamiento descargado. Tal memoria de datos FIFO podría, por ejemplo, almacenar un número de muestras aproximadamente equivalente a, o un poco mayor que, una forma de onda de respiración típica para asegurar que se pueda capturar un perfil completo de inhalación/exhalación. El uso de una memoria de datos reduce la demanda en el puerto serie del sensor en los casos en que no se requiere la forma de onda en tiempo real.

Con la adición de comunicaciones, es posible monitorizar la adhesión y el cumplimiento del paciente y comunicar dicha información, por ejemplo, incluyendo los perfiles de flujo del paciente, a un dispositivo de usuario tal como un teléfono inteligente o una tableta. Desde un dispositivo de usuario, los datos se pueden comunicar opcionalmente al dispositivo de un cuidador, por ejemplo, el ordenador personal (PC) de un médico. Esto se puede hacer mediante una conexión por cable, por ejemplo, a través de un puerto de Universal Serial Bus (USB). Alternativamente, utilizando tecnología inalámbrica, es posible comunicar los resultados al mundo exterior sin interrumpir la carcasa del producto de forma significativa. Las tecnologías inalámbricas adecuadas podrían incluir, por ejemplo, tecnologías WiFi tal como IEEE 802.11, tecnologías Medical Body Area Network (MBAN) como IEEE 802.15, tecnologías Near Field Communication (NFC), tecnologías móviles tal como tecnologías 3G y Bluetooth™ tal como Bluetooth™ Low Energy (BLE). Un transceptor inalámbrico, por ejemplo, en forma de chip BLE, podría conectarse al sensor de presión en miniatura o integrarse con él.

Tal conectividad inalámbrica podría usarse, por ejemplo, para informar el accionamiento del dispositivo y/o la inhalación detectada con marcas de fecha y hora en tiempo real. Estos datos podrían procesarse externamente y si el resultado de dicho procesamiento es que se determina que el paciente no cumple totalmente con la regla o que se debe volver a llenar una receta, se puede enviar una alerta al paciente y/o cuidador y/o farmacéutico. Las alertas podrían proporcionarse a través de una o más interfaces de usuario del inhalador (por ejemplo, un LED y/o un zumbador) o mediante mensaje de texto o correo electrónico. Como otro ejemplo, si no se recibe un informe de dosificación dentro de un período predeterminado después de un tiempo de dosificación programado, se podría enviar un recordatorio al paciente y/o al cuidador. También se pueden generar alertas, por ejemplo, si la frecuencia de uso supera un umbral seguro.

El módulo de cumplimiento podría comunicarse directa o indirectamente con uno o más de: un dispositivo de usuario (como un teléfono móvil, por ejemplo, un teléfono inteligente, una tableta, un ordenador portátil o un ordenador de escritorio) de un paciente o de un cuidador (tal como médico, enfermera, farmacéutico, familiar o cuidador), un servidor, por ejemplo de un proveedor de servicios de salud o un fabricante o distribuidor de inhaladores o medicamentos o un sistema de almacenamiento en la nube. Dicha comunicación podría realizarse a través de una red como Internet y puede involucrar una aplicación dedicada, por ejemplo, en el teléfono inteligente del paciente.

Medios de monitorización del cumplimiento (como uno o más sensores, por ejemplo, un sensor de activación del dispositivo tal como un interruptor mecánico, un sensor de orientación para comprobar que el dispositivo está en la orientación adecuada para una dosificación eficiente, tal como un acelerómetro o un giroscopio y un sensor de presión en miniatura para detectar el flujo suficiente para la administración de la dosis adecuada) y los medios de notificación de cumplimiento (tal como un transmisor inalámbrico o un puerto de salida cableado) podrían incluirse en un solo módulo. Este módulo podría venderse como un accesorio/actualización de inhalador independiente para su instalación en un inhalador de diseño existente o ligeramente modificado. Alternativamente, el módulo de monitorización del cumplimiento podría incorporarse al inhalador durante la fabricación. No es necesario que todos los componentes del módulo de monitorización de cumplimiento estén incluidos en una sola unidad física, aunque este puede ser el caso (por ejemplo, los componentes electrónicos podrían estar todos montados en una sola PCB o incluso incorporados en un solo circuito integrado). En el caso de una versión de accesorio de inhalador, el módulo podría consistir en una o más unidades acoplables. En el caso de un módulo incorporado en un inhalador, los componentes individuales podrían ubicarse en cualquier lugar adecuado dentro o sobre el inhalador y no es necesario agruparlos o conectarlos más allá de lo necesario para que funcionen.

Los sensores pueden comunicarse con el procesador y el transmisor por medios alámbricos o inalámbricos. Por ejemplo, si los tres están montados en una sola PCB, el puerto del sensor del sensor de presión en miniatura puede acoplarse neumáticamente directamente al canal de flujo por medio de un respiradero o puede acoplarse indirectamente por medio de un tubo capilar. (Si se utiliza un tubo capilar, un sello de transferencia de presión podría cerrar el extremo del canal de flujo del tubo para evitar que el fármaco y/o la humedad entren en el tubo y dañen el sensor de presión, bloqueen el tubo o afecten la higiene del dispositivo). Alternativamente, el sensor de presión en miniatura podría ubicarse dentro del propio canal de flujo y comunicarse de forma inalámbrica con uno o más de los otros componentes del módulo de cumplimiento ubicados en o sobre otra parte del inhalador. Con la miniaturización de componentes electrónicos, es posible ubicar todo el módulo de cumplimiento dentro del canal de flujo sin obstruir el flujo.

El módulo de monitorización de cumplimiento podría, por ejemplo, usarse en los tipos de pMDI descritos en la patente los Estados Unidos número 6,446,627 o la publicación de la solicitud de patente de los Estados Unidos número 13/110,532. Estos inhaladores comprenden contadores de dosis para monitorizar la adhesión. Por ejemplo, en el documento US 2011/0283997 una cinta enrollada marcada con números para indicar el número de dosis restantes es impulsada para desenrollarse mediante una rueda de trinquete impulsada a su vez por un trinquete actuador accionado por el movimiento del bote.

Sin embargo, estos inhaladores no comprenden ningún medio para determinar si la dosis se ha administrado con éxito. La adición de un sensor de presión barométrica en miniatura en cualquier lugar de la ruta del flujo de aire a través del inhalador o en cualquier lugar en comunicación fluida con la ruta del flujo de aire podría permitir la monitorización del cumplimiento, ya que dicho sensor en miniatura podría recopilar datos suficientes para indicar si el paciente inhaló o no de manera adecuada (por ejemplo, lo suficientemente fuerte y durante el tiempo suficiente) para recibir una dosis completa de medicamento. Esta información, combinada con una señal que se origina en el mecanismo contador de dosis, es suficiente para confirmar que una dosis se ha administrado con éxito.

Se podría obtener una señal del sistema contador de dosis de cualquier manera conveniente. Por ejemplo, podría disponerse un interruptor electrónico de modo que sea accionado por el movimiento del trinquete o la rotación del carrete. Este interruptor podría conectarse a una entrada del procesador de modo que el procesador reciba un pulso electrónico cuando se mide una dosis. Dado que el conteo de dosis estará disponible electrónicamente, la cinta podría omitirse.

Las Figuras 7 a 10 ilustran más detalles de cómo un módulo de cumplimiento podría integrarse en un pMDI. Las Figuras 7 y 8 ilustran cómo se podrían agregar módulos de cumplimiento a un pMDI existente sin ninguna modificación y, por lo tanto, se podrían proporcionar por separado del pMDI como un paquete de accesorios/actualización. Las Figuras 9 a 10 ilustran cómo los módulos de cumplimiento podrían integrarse en los pMDI con algunas modificaciones menores.

La Figura 7 ilustra un ejemplo en el que un módulo de cumplimiento 710 está sujeto a un pMDI 700. El pMDI 700 comprende un recipiente 720 recibido en una caja 730 de carga. Un labio 711 del módulo de cumplimiento se engancha sobre la parte superior de la pared de la caja de carga en la brecha radial entre la pared de la caja de carga y el recipiente. De este modo, el módulo de cumplimiento se sujeta al inhalador sin ninguna modificación en el inhalador. La flecha A muestra el flujo de aire cuando un usuario inhala a través de la boquilla 740. El aire pasa por el espacio radial entre el recipiente y la caja de carga, arrastra el aerosol rociado desde la boquilla 721 al accionar el dispositivo y sale a la boca del usuario a través de la boquilla 740. Un sensor 712 de presión MEMS en el módulo de cumplimiento está acoplado neumáticamente al canal de flujo formado por la brecha radial entre la caja de carga y el recipiente mediante un tubo 713 capilar. El tubo capilar sigue la línea de la pared externa del labio alrededor de la brecha, pero se detiene antes de la parte inferior del labio. Esto asegura que el labio bloquee todo el aire que ingresa al tubo capilar, excepto el de abajo, es decir, dentro de la caja de carga. En una disposición alternativa, el labio podría moldearse y ubicarse para proporcionar suficiente aislamiento de fluidos de manera que no se necesite ningún tubo.

En la Figura 8 se muestra una disposición alternativa donde un módulo 810 de cumplimiento comprende una unidad 814 electrónica (que incluye un sensor de presión MEMS) fijada a la parte inferior de una cubierta 815. Todo esto se desliza sobre la parte superior del pMDI 800 que rodea la sección superior de la caja 830 de carga y la parte expuesta del recipiente 820. Con el módulo de cumplimiento en su lugar y la tapa 850 contra el polvo quitada, cuando un usuario inhala a través de la boquilla 840, el aire fluye a través de la brecha entre la cubierta 815 y la caja 830 de carga, pasando la unidad 814 electrónica que incluye el sensor de presión MEMS, a lo largo de la brecha radial entre la caja de carga y el recipiente, arrastra el aerosol rociado desde la boquilla del recipiente cuando se activa el dispositivo, y sale a la boca del usuario a través de la boquilla 840.

La Figura 9A es una vista parcialmente despiezada de un pMDI 900 de ejemplo que comprende un módulo 910 de cumplimiento incorporado en la parte inferior de la caja 930 de carga. Las Figuras 9B y 9C son vistas interiores de la parte inferior de la caja de carga respectivamente antes y durante la activación del dispositivo. El módulo 910 de cumplimiento comprende el sensor 912 de presión MEMS, el interruptor 916 de cúpula de clic mecánico y el procesador 917 (por ejemplo, unidad de microcontrolador, MCU) montado en la PCB 918 y alimentado por una batería 919 de celda de moneda. Antes de la activación del dispositivo, hay una brecha sobre la superficie superior de la cúpula de clic. Durante la activación del dispositivo, el recipiente 920 se empuja más hacia abajo en la caja 930 de carga. Un brazo 960 de resorte fijado al fondo del recipiente 920 en consecuencia también se mueve hacia abajo y empuja hacia abajo la superficie superior de la cúpula 916 de clic, accionando el interruptor. Esto da como resultado el envío de una señal de impulso de actuación a la MCU. Esta señal se puede utilizar para determinar la adhesión del paciente, mientras que una señal enviada desde el sensor de presión a la MCU se puede utilizar para determinar el cumplimiento. También podría proporcionarse un acelerómetro (por ejemplo, un acelerómetro de tres ejes) en la PCB y conectarse a la MCU para proporcionar datos de cumplimiento que indiquen si el inhalador se agitó antes de usarlo, si fuera necesario. El acelerómetro también podría usarse para detectar la orientación del inhalador durante la carga de una dosis en la cámara de medición para determinar si el inhalador se mantiene en posición vertical según se requiera para una carga adecuada. El interruptor de cúpula de clic también podría actuar para conectar la batería al sensor de presión o, si no hay acelerómetro, a toda la PCB. Esto ahorraría energía de la batería solo cuando sea necesario. También podría incluirse un termistor en la PCB, que proporcione más datos de cumplimiento al indicar si se produce la caída de temperatura asociada con la finalización de la aerosolización del fármaco.

El módulo de cumplimiento podría proporcionarse alternativamente como un 'morral' como se muestra en la Figura 10. El módulo 1010 de cumplimiento se fija al exterior de la caja 1030 de carga. Un orificio en la caja 1030 de carga proporciona comunicación fluida entre el puerto de un sensor 1012 de presión MEMS y el canal de flujo formado en la brecha radial entre la caja 1030 de carga y el recipiente 1020. El contacto 1071 deslizante de un potenciómetro 1070 lineal está fijado al recipiente de manera que se mueva hacia arriba y hacia abajo con el recipiente. El contacto 1071 se desliza en una ranura en la caja 1030 de carga. La señal del potenciómetro indica cuándo se acciona el dispositivo y cuánto tiempo se acciona. El potenciómetro también podría actuar como un interruptor para conectar la batería 1019 de pila de botón a la PCB 1018, de modo que la PCB solo se alimenta cuando se activa el dispositivo. La ranura en la que se desliza el contacto 1071 también podría proporcionar una comunicación fluida entre el canal de flujo y el sensor de presión MEMS.

Los módulos de monitorización de cumplimiento también podrían usarse en nebulizadores de chorro. La Figura 11 ilustra cómo se podría lograr esto. Un módulo 1110 de cumplimiento que comprende un sensor de presión MEMS 1112 está fijado al exterior de un nebulizador 1100. El puerto sensor del sensor de presión se comunica con el interior del nebulizador por medio de un tubo 1113 capilar. El extremo distal del tubo se extiende hacia abajo a través de un deflector 1120. El deflector 1120 es una placa plana en la que las gotas de aerosol grandes emitidas por la boquilla 1130 (accionada por la entrada de aire comprimido 1131) se reflejan de tal manera que las gotas que salen de la boquilla 1140 hacia las vías respiratorias del usuario tienen un tamaño uniforme. La ubicación del extremo del tubo capilar debajo del deflector evita que las gotas de aerosol entren en el tubo; siempre que el dispositivo de mano nebulizador no se agite tanto que el medicamento líquido del depósito 1150 salpique en él, el interior del tubo debe permanecer primordialmente seco.

Dado que el deflector está perforado, la presión por encima y por debajo se iguala de modo que el sensor de presión mide efectivamente la presión en la boquilla 1140. El flujo de aire en la boquilla comprende una corriente aspirada por la inhalación del usuario a través de los respiraderos indicados por la flecha A, y una corriente emitida por la boquilla.

Por lo tanto, la monitorización de la presión en la boquilla puede proporcionar tanto información sobre la inhalación del paciente como información sobre el compresor, el nivel de fármaco líquido, etc. Esto podría permitir la retroalimentación del paciente para indicar que el tratamiento ha finalizado o que el depósito está vacío. La adhesión del paciente es a menudo deficiente con los nebulizadores de chorro, ya que el largo tiempo de tratamiento (típicamente del orden de diez minutos) y los altos niveles de ruido causados por el compresor y el dispositivo de mano hacen que sea difícil para los usuarios saber cuándo ha finalizado el tratamiento. Por lo tanto, el uso del módulo de monitorización del cumplimiento podría mejorar la adhesión. El sensor de presión también podría usarse para verificar el funcionamiento de la bomba y como un interruptor para activar al resto del módulo de cumplimiento cuando se detecta una de las grandes pulsaciones creadas por la bomba.

También podría incluirse un acelerómetro en el módulo de monitorización de cumplimiento. Para lograr un cumplimiento total, algunos nebulizadores de chorro requieren que el usuario toque el dispositivo de mano para sacudir las gotas de líquido que se han condensado en la boquilla de regreso al depósito. Un acelerómetro podría detectar este toque. Un acelerómetro también podría detectar vibraciones causadas por el compresor para confirmar que está en uso.

Los inhaladores de polvo seco también podrían beneficiarse de la adición de módulos de monitorización de cumplimiento. En la Figura 12 se muestra un ejemplo de DPI 1200 con un módulo 1210 de monitorización de cumplimiento fijado al mismo. El flujo de aire del paciente se muestra nuevamente con la flecha A. Pasa a través de un respiradero en el cuerpo del inhalador, pasa a través de una cámara 1220 de dosificación que comprende una cápsula 1230 de medicamento (que ha sido perforado previamente) y luego sale a través de la boquilla 1240. El módulo de cumplimiento comprende un sensor 1212 de presión MEMS con un puerto de sensor en comunicación fluida con la cámara de dosificación a través de un tubo 1213 capilar. Se podría incluir un acelerómetro o micrófono para detectar las vibraciones de estructura generadas por el movimiento de la cápsula 1230 dentro de la cámara 1220 durante la inhalación. Un interruptor mecánico que retroalimenta datos de cumplimiento a un procesador de módulo de cumplimiento podría ser accionado por un mecanismo de perforación o pelado (no mostrado) que ceba el inhalador para su uso abriendo la cápsula 1230.

Debe observarse que debido a que los sensores de presión barométrica MEMS responden a la presión barométrica ambiental, que puede cambiar con el tiempo, se debe prestar atención a la lectura inicial en la que se basa cualquier análisis de señal de salida del sensor posterior. Se podría realizar una lectura cero automática (es decir, tara) inmediatamente antes de monitorizar cualquier señal de inhalación. Si bien es posible que este valor cambie con el tiempo en respuesta a cambios en la presión barométrica ambiental local, no se espera que cause ningún problema si se completa un tratamiento en unos pocos minutos. Alternativamente, se podría usar un segundo chip de barómetro para realizar un seguimiento de la actividad barométrica, lo que permite que el chip principal se use exclusivamente para la detección de la respiración.

En un nebulizador de chorro, el punto en el que se completa la dosificación (es decir, donde el volumen pulmonar alcanza un pico), podría corresponder al punto en el que el flujo invierte la dirección. Por lo tanto, el procesador puede determinar que la dosificación está completa cuando los datos del sensor de presión indican que la dirección del flujo se ha invertido.

No es necesario que el módulo realice todo el procesamiento. Cualquier o todo el procesamiento podría descargarse a un dispositivo de procesamiento de datos externo. Se podría usar un esquema inalámbrico (por ejemplo, que comprende un módulo BLE) para transmitir perfiles de flujo del paciente a una aplicación que luego podría calcular parámetros de respiración específicos. De este modo, el inhalador podría descargar el procesamiento requerido para tal tarea a, por ejemplo, un procesador de teléfono inteligente. Esto facilitaría los factores de forma más pequeños posibles para los inhaladores. Una ventaja adicional de este enfoque es que el software que se ejecuta en un teléfono inteligente se puede cambiar más fácilmente que el software que se ejecuta en un inhalador.

La Figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra un método de monitorización de cumplimiento de ejemplo. En el paso 1310, un procesador recibe datos desde un sensor de modo que indica que el inhalador ha cambiado de un modo inactivo a un modo activo. En el paso 1320, el procesador recibe datos de un elemento de detección de un sensor de presión en miniatura, estando configurado un puerto sensor de dicho sensor para acoplarse neumáticamente a un canal de flujo de dicho inhalador a través del cual un usuario puede inhalar. En el paso 1330, el procesador procesa los datos del sensor de modo y el sensor de presión para compilar un informe de cumplimiento. En el paso 1340, el procesador pasa el informe de cumplimiento a un transmisor por el que se emite.

Las Figuras 14A y 14B muestran las presiones medias medidas usando un sensor de presión relativa en miniatura fijado a la parte superior de la carcasa de 10 inhaladores diferentes frente a una serie de ratas de flujo de aire aplicados a través del dispositivo. Se incluyeron mediciones repetidas para el inicio, la mitad y el final de la vida útil de cada inhalador (en términos de progreso a través del número de "inyecciones" antes de que se agoten las dosis). En la Figura 14A, se muestran barras de error para una variación de /- 3 sigma. En la Figura 14B, se muestran barras de error para una variación de /- 2 sigma, capturando una banda en la que caería el 95% de los inhaladores. De este modo, podemos hacernos una idea de la incertidumbre del flujo para las mediciones de presión mediante un sensor de este tipo utilizado en un inhalador.

Para ratas de flujo de inhalación típicas (30-60 l / min), la incertidumbre se puede calcular a partir de la Figura 14A como ~ 16 l/min. (La incertidumbre en la rata de flujo para cada medición se puede estimar como el diferencial del eje de flujo entre la parte superior de la barra de error para la medición y el punto en el que una línea que une las partes inferiores de las barras de error para esa medición y la siguiente alcanza la presión medida. Entonces, para la medición de 30 l/min, el diferencial es ~41 l/min menos 30 l min = 11 l/min. Para 45 l/min el diferencial es 15 l/min y para 60 l/min es 22 l/min.) El valor equivalente tomado de la Figura 14B es ~ 10 l/min. Por lo tanto, se puede obtener suficiente precisión para proporcionar datos de cumplimiento útiles.

La descripción anterior se relaciona con usos a manera de ejemplo de la invención, pero se apreciará que son posibles otras implementaciones y variaciones.

Además, el experto en la técnica puede modificar o alterar la geometría particular y la disposición de las características particulares del aparato. Otras variaciones y modificaciones también serán evidentes para el experto en la técnica. Tales variaciones y modificaciones pueden implicar características equivalentes y otras que ya se conocen y que pueden usarse en lugar de, o además de, las características descritas en el presente documento. Las características que se describen en el contexto de realizaciones separadas se pueden proporcionar en combinación en una única realización. A la inversa, las características que se describen en el contexto de una única realización también se pueden proporcionar por separado o en cualquier subcombinación adecuada.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un módulo de monitorización de cumplimiento de un inhalador que comprende:

un sensor (110) de presión barométrica en miniatura configurado para medir la presión barométrica, estando configurado un puerto (111) de sensor de dicho sensor para acoplarse neumáticamente a un canal (120) de flujo de dicho inhalador a través del cual un usuario puede inhalar, en el que el sensor (110) barométrico en miniatura es un sensor de presión de sistema microelectromecánico o un sensor de presión de sistema nanoelectromecánico; un procesador configurado para:

recibir datos del sensor de presión barométrica en miniatura;

recibir datos de un sensor de modo;

determinar, con base en los datos del sensor de modo, la orientación del inhalador o si el inhalador ha sido cebado para su uso; y

con base en dichos datos de dicho sensor de presión barométrica en miniatura y dichos datos de dicho sensor de modo, compilar un informe de cumplimiento; y

un transmisor configurado para emitir dicho informe de cumplimiento.

2. El módulo de monitorización de cumplimiento de la reivindicación 1 configurado para ubicarse completamente dentro del inhalador en uso.

3. El módulo de monitorización de cumplimiento de la reivindicación 1, configurado para ubicarse al menos parcialmente en el exterior del inhalador en uso.

4. El módulo de monitorización de cumplimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el canal de flujo comprende una brecha entre una caja de carga de inhalador del inhalador y un recipiente de gas recibido al menos parcialmente dentro de la caja de carga del inhalador.

5. El módulo de monitorización de cumplimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el inhalador es un inhalador de dosis medida presurizado (pMDI).

6. El módulo de monitorización de cumplimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el procesador está configurado para:

determinar una lectura de presión de tara con base en los datos recibidos del 1 sensor de presión barométrica en miniatura antes de determinar una medición de presión durante la inhalación con base en los datos del sensor de presión barométrica en miniatura.

7. El módulo de monitorización de cumplimiento de la reivindicación 2, en el que el módulo de monitorización de cumplimiento está configurado para fijarse a la parte inferior de una cubierta del inhalador, estando la cubierta configurada para encerrar un recipiente dentro de una caja de carga de inhalador del inhalador.

8. El módulo de monitorización de cumplimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que el inhalador es un inhalador de polvo seco (DPI).

9. El módulo de monitorización de cumplimiento de la reivindicación 8, en el que el sensor de modo es un acelerómetro, y en el que el procesador está configurado para determinar que el inhalador se ha cebado para su uso cuando los datos del sensor de modo indican que se ha abierto una cápsula de medicamento y/o vibró dentro de una cámara del inhalador.

10. El módulo de monitorización de cumplimiento de la reivindicación 2, en el que el módulo de monitorización de cumplimiento está configurado para incorporarse en la parte inferior de una caja de carga de inhalador del inhalador.

11. El módulo de monitorización de cumplimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, o 10, en el que el inhalador es un inhalador de polvo seco (DPI) configurado para recibir medicamento en polvo seco almacenado en cápsulas.

12. El módulo de monitorización de cumplimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5 u 8, en el que el procesador está configurado además para determinar a partir de dichos datos recibidos del sensor de presión barométrica en miniatura si se cumplen uno o más requisitos predeterminados para una dosificación exitosa.

13. El módulo de monitorización de cumplimiento de la reivindicación 12, en el que dichos uno o más requisitos para una dosificación exitosa comprenden uno o más de: una rata de flujo que excede un valor umbral predeterminado; una duración de la inhalación que excede un valor umbral predeterminado; un rata de flujo que excede un valor umbral predeterminado durante al menos una duración umbral predeterminada; un volumen total inhalado que excede un valor umbral predeterminado; o un flujo máximo inspirado (PIF) que excede un valor umbral predeterminado.

14. Un inhalador que comprende el módulo de monitorización de cumplimiento de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.