ES2883624T3 - Cámara de retención con válvula inteligente - Google Patents

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ES2883624T3 ES17798865T ES17798865T ES2883624T3 ES 2883624 T3 ES2883624 T3 ES 2883624T3 ES 17798865 T ES17798865 T ES 17798865T ES 17798865 T ES17798865 T ES 17798865T ES 2883624 T3 ES2883624 T3 ES 2883624T3
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Stephen Costella
Dan Engelbreth
Noel Gulka
Alanna Kirchner
Adam Meyer
Robert Morton
Bart Nowak
Greg Romanczuk
Ronak Sakaria
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Abstract

Un sistema de administración de medicamentos, que comprende: un dispositivo de administración de medicamentos que tiene un extremo de entrada (10) y un extremo de salida (14); una mascarilla (600) acoplada al extremo de salida (14), en el que la mascarilla (600) puede moverse a lo largo de un eje longitudinal (6) hasta una posición acoplada con la cara (602) de un usuario y está configurada para formar un sello entre la mascarilla y la cara de un usuario; un sensor de fuerza (604) dispuesto entre la mascarilla (600) y el extremo de entrada (10) del dispositivo de administración de medicamentos, en el que el sensor de fuerza (604) responde a una fuerza que se aplica a lo largo del eje longitudinal (6) a la mascarilla (600) por el dispositivo de administración de medicamentos; y un indicador (616) que proporciona realimentación al usuario referente a la cantidad de contacto realizado entre la cara (602) del usuario y la mascarilla (600) o la fuerza que se aplica a la mascarilla (600).

Description

DESCRIPCIÓN
Cámara de retención con válvula inteligente
Campo de la invención
Esta solicitud se refiere a dispositivos y sistemas para su uso en el campo de la administración de fármacos en aerosol pulmonar a través de un inhalador dosificador (Metered Dose Inhaler, MDI) y una cámara de retención con válvula (Valved Holding Chamber, VHC) y, en particular, a dispositivos y sistemas para mejorar el cumplimiento del paciente con su régimen de medicamentos y proporcionar realimentación al usuario, facultativo prescriptor o pagador (payer) sobre la técnica de inhalación y el fin del tratamiento apropiados.
Antecedentes
Los sistemas VHC y MDI se usan normalmente para tratar afecciones tales como asma, EPOC y fibrosis quística. Los pacientes que reciben tratamiento para tales afecciones pueden mostrar un escaso cumplimiento con los regímenes de medicamentos o terapia, practicar una técnica de dispositivo inapropiada y/o no recibir realimentación sobre la garantía de dosis. Estos tipos de problemas pueden crear cargas económicas adicionales para el sistema sanitario con desenlaces de los pacientes inferiores a los óptimos.
El cumplimiento de los medicamentos a menudo es difícil de monitorizar, aunque esta información es inestimable para los proveedores de atención sanitaria y de seguros. Actualmente, no hay manera de monitorizar activamente el uso de una VHC por parte de un paciente y, a pesar del reciente advenimiento de los inhaladores inteligentes, la mayoría de los MDI no pueden monitorizar y comunicar el uso de medicamentos por sí mismos. Por tanto, existe la necesidad de una VHC que pueda monitorizar el uso de medicamentos, así como proporcionar realimentación al usuario y a los proveedores de atención sanitaria y de seguros.
El documento US 2016/106941 A1 describe una mascarilla facial que incluye una pluralidad de contactos eléctricos, estando dispuesto cada contacto eléctrico en una región respectiva del perímetro en contacto con la piel. Cada contacto eléctrico está configurado para detectar cuando la región respectiva del perímetro en contacto con la piel se acopla de manera sellante con la cara de un usuario. El cuerpo de la mascarilla facial puede incluir un orificio configurado para recibir medicamento desde un dispositivo de administración de medicamento, en el que la abertura y el orificio están en comunicación de fluido de tal manera que el medicamento recibido en el orificio puede administrarse a la abertura. El orificio puede estar configurado para conectarse de manera operativa con al menos uno de un nebulizador y un espaciador de inhalador dosificador (MDI).
Breve sumario
Según la invención, se proporciona un sistema de administración de medicamentos según la reivindicación 1.
Determinadas características y aspectos no definidos directamente en el sistema de administración de medicamentos según la reivindicación son tal como sigue:
Tras la inserción de un MDI en una VHC, el sistema identifica el MDI que se inserta en la VHC. A medida que el usuario realiza respiraciones de práctica, el sistema monitoriza los caudales y proporciona realimentación al usuario sobre su técnica, incluyendo si el usuario está respirando demasiado rápido o si su apnea inspiratoria es adecuada. Durante esta fase de práctica, el sistema puede notificar al usuario el momento más apropiado en su ciclo de respiración para accionar el MDI.
Una vez que se acciona el MDI, el sistema detecta y registra el accionamiento y la duración entre el accionamiento y el primer flujo de inhalación. Esta información se usa para proporcionar realimentación de coordinación tras el tratamiento actual y/o al comienzo de tratamientos posteriores. Al final de una inhalación, puede iniciarse un segundo temporizador que mide la duración de la apnea inspiratoria del usuario. Esta información puede usarse para proporcionar realimentación adicional antes de la siguiente apnea inspiratoria o antes del siguiente tratamiento. Tras el accionamiento del MDI, el sistema puede determinar cuándo el usuario ha recibido su dosis completa de medicamento. Esto puede lograrse midiendo el caudal e integrando el volumen total suministrado o por otros medios. Al fin del tratamiento, se notifica al usuario y el sistema, por defecto, espera un segundo accionamiento del MDI. Si ha pasado demasiado tiempo sin un accionamiento, el sistema se apagará. Además, si el usuario retira el MDI, el programa terminará en una realización.
Pueden usarse diversos métodos para retransmitir información y proporcionar realimentación al usuario. Pueden usarse LED, paneles de LED, visualizadores de 7 segmentos, pantallas de tipo LCD y/u OLED para proporcionar realimentación visual. También puede usarse realimentación de audio con la opción de silenciar el sonido a discreción del usuario. También puede usarse realimentación háptica, vibrando la VHC cuando se extrae un caudal excesivo, por ejemplo. La información puede visualizarse en una pantalla, o en un dispositivo móvil, ordenador remoto u otra interfaz de usuario, usando por ejemplo, una aplicación o sitio web.
Los diversos sistemas y dispositivos mejoran el cumplimiento del paciente, mejoran la técnica de dispositivo y brindan garantía de dosis. Estos aspectos ayudan, a su vez, a reducir los costes para los sistemas y proveedores de atención sanitaria (pagadores) al garantizar un cumplimiento apropiado. Además, los proveedores de atención sanitaria (facultativos prescriptores), que tienen información fiable sobre el cumplimiento y el uso, pueden basarse en los datos específicos del paciente para tomar decisiones informadas sobre el protocolo de tratamiento y los cambios. Los pacientes reciben, a su vez, el máximo beneficio del tratamiento, al tiempo que reducen los pagos. Los párrafos anteriores se han proporcionado a modo de introducción general y no pretenden limitar el alcance de las siguientes reivindicaciones. Las diversas realizaciones preferidas, junto con ventajas adicionales, se entenderán de la mejor manera haciendo referencia a la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
Las figuras muestran diferentes realizaciones de sistemas de administración de medicamentos, diagramas de bloques/flujo y métodos para el uso y ensamblaje de los mismos.
La figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra un circuito de realimentación para el cumplimiento del paciente, el protocolo de tratamiento y la interacción con el pagador.
La figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra los ciclos de realimentación y uso de un dispositivo de VHC inteligente.
La figura 3 es una vista lateral de una realización de una VHC inteligente.
La figura 4 es una vista lateral de otra realización de una VHC inteligente.
FIGS. 5A y B son imágenes reales y en escala de grises de un envase de medicamentos.
La figura 6 es una imagen que muestra la identificación apropiada del envase de medicamentos mostrado en la figura 5A.
La figura 7 es una vista lateral de diversas realizaciones alternativas de una VHC inteligente.
La figura 8 es un gráfico de salida de fotodetector frente a tiempo para un accionamiento del MDI.
La figura 9 es una vista lateral de otra realización de una VHC inteligente.
La figura 10 es un gráfico de salida frente a caudal para diferentes formulaciones de MDI.
La figura 11 es un esquema de diversas entradas/salidas relacionadas con el uso de MDI.
La figura 12 es un diagrama de flujo que ilustra los ciclos de realimentación y uso de MDI.
La figura 13 es una vista lateral de otra realización de una VHC inteligente.
La figura 14 es una vista desde un extremo de otra realización de una VHC inteligente.
La figura 15 son gráficos que muestran la correlación entre la apertura de la válvula y el caudal.
La figura 16 es un esquema que muestra diversas entradas de controlador.
La figura 17 es un diagrama de flujo que ilustra los ciclos de realimentación y uso de MDI.
La figura 18 es una vista lateral de otra realización de una VHC inteligente.
La figura 19 es una vista lateral parcial de otra realización de una VHC inteligente.
La figura 20 es una salida del sensor de presión frente al tiempo para un accionamiento del MDI.
La figura 21 es un gráfico de cambio de presión frente al tiempo durante el accionamiento y la inhalación de MDI. La figura 22 es un esquema que muestra diversas entradas de controlador.
La figura 23 es un diagrama de flujo que ilustra ciclos de realimentación y uso de MDI.
La figura 24 es una vista lateral de otra realización de una VHC inteligente.
La figura 25 es un esquema que muestra el reconocimiento de MDI mediante sonido.
La figura 26 son gráficos que muestran la amplitud frente al tiempo a diferentes caudales.
La figura 27 es un esquema que muestra diversas entradas de controlador.
La figura 28 es un diagrama de flujo que ilustra ciclos de realimentación y uso de MDI.
La figura 29 es una vista lateral que muestra el uso de una realización de un sistema de administración de medicamentos según la invención.
La figura 30 es una vista en perspectiva de realizaciones alternativas de una mascarilla configurada con sensores de contacto.
La figura 31 es una vista esquemática de una mascarilla y una sección transversal ampliada de una parte del borde de sellado de la mascarilla.
La figura 32 es un esquema que muestra la entrada/salida de un controlador.
La figura 33 es un diagrama de flujo mostrado que ilustra el uso de una mascarilla.
La figura 34 es un diagrama de flujo que ilustra el uso de una válvula activa.
La figura 35 es una vista en sección transversal de una realización de una válvula activa dispuesta en un canal de flujo de un sistema de administración de medicamentos.
La figura 36 es una vista desde un extremo de una realización de la válvula mostrada en la figura 35.
La figura 37 es un gráfico de flujo frente al tiempo que muestra un ciclo de inhalación y exhalación con y sin una válvula activa.
La figura 38 es una vista lateral de una realización alternativa de una VHC inteligente.
La figura 39 son la temperatura de pluma mínima en función de la distancia desde el termopar para diversos productos de MDI.
La figura 40 es una vista lateral en sección transversal parcial de un MDI aplicado a una realización de una VHC. La figura 41 es una vista lateral en sección transversal parcial de un MDI aplicado a otra realización de una VHC. La figura 42 es una fuerza frente a un desplazamiento para un accionamiento del MDI a modo de ejemplo.
La figura 43 es una vista desde un extremo de una realización de una pieza posterior de una VHC.
La figura 44 es una vista lateral de la pieza posterior mostrada en la figura 43.
Las figuras 45A y B son vistas laterales en sección transversal parciales de un MDI en posiciones accionada y no accionada con relación a una VHC inteligente.
La figura 46 es una vista en sección transversal parcial de una realización de un MDI inteligente.
La figura 47 es una vista en sección transversal parcial de una realización de un MDI inteligente.
La figura 48 es una vista en sección transversal parcial de una realización de un MDI inteligente.
La figura 49 es una vista lateral de una realización de un MDI inteligente.
La figura 50 es una vista parcial ampliada del MDI inteligente mostrado en la figura 49.
Las figuras 51A-C son diversas vistas laterales de realizaciones de VHC alternativas.
La figura 52 es una vista lateral en sección transversal parcial de una realización de una VHC.
La figura 53 es una vista lateral en sección transversal parcial de una realización de una VHC.
La figura 54 es una vista lateral en sección transversal parcial de una realización de una VHC.
La figura 55 es un gráfico de presión frente a flujo de diversos dispositivos de tipo MDI.
La figura 56 es una vista lateral de una realización de una VHC.
La figura 57 es una vista lateral parcial ampliada de la VHC mostrada en la figura 56.
La figura 58 es una vista lateral de una realización de una VHC.
Las figuras 59A-C son diversas vistas de una válvula de pico de pato con una barra vibratoria.
La figura 60 es una vista lateral en sección transversal parcial de una realización de un conjunto de sensor de caudal.
La figura 61 es una vista lateral en sección transversal parcial de una realización de un conjunto de sensor de caudal.
La figura 62 es una vista lateral en sección transversal parcial de una realización de un conjunto de sensor de caudal.
La figura 63 es una vista lateral de una realización de una VHC.
La figura 64 es una vista lateral de otra realización de una VHC.
La figura 65 es una vista lateral de otra realización de una VHC.
Las figuras 66A-C son diversas visualizadores gráficos con marcas para el usuario.
La figura 67 es una imagen que muestra la comunicación entre una VHC inteligente y la interfaz de usuario.
La figura 68 es una vista lateral en sección transversal parcial de un MDI insertado en una VHC.
La figura 69 es una vista lateral en sección transversal parcial de una VHC en una posición insertada parcial y totalmente.
La figura 70 es una vista desde un extremo de una realización de una VHC.
La figura 71 es una vista desde un extremo de otra realización de una VHC.
La figura 72 es una vista desde un extremo de otra realización de una VHC.
La figura 73 es una vista desde un extremo de otra realización de una VHC.
La figura 74 es una vista desde un extremo de otra realización de una VHC.
La figura 75 muestra un MDI configurado con un material conductor para cerrar una trayectoria de circuito en una VHC.
La figura 76 es una vista lateral de un MDI y una VHC.
La figura 77 es una vista de una pantalla de visualización para un MDI o una VHC.
La figura 78 es una vista lateral de una realización de una VHC inteligente.
La figura 79 es una vista en perspectiva de una cámara de retención de válvula con un adaptador que tiene una pantalla de visualización.
La figura 80 es una vista en perspectiva del adaptador mostrado en la figura 79.
La figura 81 es una vista en perspectiva de una cámara de retención de válvula con una pieza posterior que tiene una pantalla de visualización.
La figura 82 es una vista en perspectiva de la pieza posterior mostrada en la figura 81.
La figura 83 es un esquema que ilustra la estructura informática.
La figura 84 es una ilustración esquemática de un sistema de comunicación.
La figura 85 es un diagrama de flujo que muestra el protocolo de uso de un MDI y una VHC inteligente.
La figura 86 es una vista de un MDI y una VHC inteligente.
La figura 87 es una vista lateral de una realización de una válvula activa.
Descripción detallada de los dibujos y las realizaciones preferidas actualmente
Debe entenderse que el término “pluralidad”, tal como se usa en el presente documento, significa dos o más. El término “acoplado” significa conectado o enganchado con, ya sea directa o indirectamente, por ejemplo, con un elemento intermedio, y no requiere que el enganche sea fijo o permanente, aunque puede ser fijo o permanente (o solidario), e incluye conexión tanto mecánica como eléctrica. Los términos “primero”, “segundo” etcétera, tal como se usan en el presente documento, no están destinados a asignarse a un componente particular así designado, sino que simplemente se refieren a dichos componentes en el orden numérico según se indican, lo que significa que un componente designado como “primero” puede ser más tarde un “segundo” componente de este tipo, dependiendo del orden en el que se haga referencia. También debe entenderse que la designación de “primero” y “segundo” no significa necesariamente que los dos componentes o valores así designados sean diferentes, lo que significa, por ejemplo, que un primer componente puede ser el mismo que un segundo componente, siendo cada uno simplemente aplicable a componentes independientes pero idénticos.
En un modelo tradicional de paciente/facultativo prescriptor/pagador, al paciente se le prescribe una terapia y adquiere los medicamentos y/o el dispositivo de terapia. Si la adquisición está cubierta por un pagador, por lo general no hay realimentación al pagador de que la terapia está realizándose correctamente y según lo prescrito, aparte de las peticiones futuras de terapias adicionales. Por lo general, un facultativo prescriptor capacita al paciente en el uso del dispositivo médico y luego se le pide que use el dispositivo en su vida diaria. En algún momento, el paciente puede realizar un seguimiento con el facultativo prescriptor debido a un cambio de la afección, un reabastecimiento de la prescripción, o tal vez con una frecuencia establecida. En ese momento, el facultativo prescriptor puede evaluar la eficacia del tratamiento y decidir si modificar o continuar con la terapia. Si el facultativo prescriptor decide modificar la terapia, entonces se facilita una nueva prescripción y se repite el ciclo. Algunos de los retos técnicos que se enfrentan para mejorar el cumplimiento a los regímenes de tratamiento, lo que puede conducir a su vez a un mejor diagnóstico y seguimiento de costes, incluyen retos en la capacidad de monitorizar de manera eficaz las funciones de diferentes dispositivos terapéuticos y el uso del dispositivo, cómo proporcionar luego una realimentación eficaz en tiempo real a un usuario y/o facultativo prescriptor, y cómo realizar cambios en tiempo real en el rendimiento del dispositivo y/o la conducta/técnica del usuario en determinados casos.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, pueden introducirse diversos dispositivos inteligentes y la realimentación asociada con los mismos para mejorar la eficacia de la terapia. Además, el facultativo prescriptor recibe datos específicos del paciente para tomar decisiones informadas sobre el tratamiento, incluyendo la modificación del mismo, y el pagador recibe la garantía de que el paciente ha cumplido con el régimen de tratamiento antes de cubrir los costes de otra prescripción.
Haciendo referencia a la figura 3, una realización a modo de ejemplo de una VHC inteligente incluye una carcasa de cámara 2 que tiene una pared que define un espacio interior 4 que se extiende a lo largo de un eje longitudinal/trayectoria de flujo de inhalación 6, una pieza posterior 8 acoplada a un extremo de entrada 10 de la carcasa de cámara y una boquilla y/o conjunto de válvula 12 acoplado a un extremo de salida 14 de la carcasa de cámara. El conjunto de boquilla puede acoplarse de manera liberable y desmontable a la carcasa de cámara, por ejemplo con lengüetas recibidas en ranuras. La boquilla está configurada con una válvula de inhalación 16 y/o una válvula de exhalación 18, lo que proporciona una trayectoria de flujo de exhalación 13. Las válvulas de inhalación y exhalación pueden disponerse alternativamente en otros componentes de la VHC. En diversas realizaciones, una válvula está configurada como parte de una válvula de rosca anular, que tiene una periferia interior que define la válvula 16 de inhalación y una periferia exterior que define una válvula de exhalación 18. En otras realizaciones, la válvula de inhalación está configurada como una válvula de pico de pato, que también puede tener una brida anular exterior que define la válvula de exhalación. En otras realizaciones, las válvulas de inhalación y exhalación pueden no ser solidarias, sino que están formadas y dispuestas por separado dentro de la VHC. La pieza posterior 8 está configurada con una abertura 20, que está configurada para recibir una parte de boquilla 22 de un manguito de accionamiento del MDI 24. El manguito incluye además una parte de chimenea 26 que define una cavidad conformada para recibir un envase de medicamentos 28. El manguito incluye además un bloque de soporte que define un pocillo conformado para recibir un vástago de válvula del MDI. El pocillo se comunica con un orificio, que libera medicamento en aerosol en el espacio interior de la carcasa de cámara. Diversas realizaciones de la VHC y el MDI, incluyendo el conjunto de boquilla, la carcasa de cámara y la pieza posterior, se describen, por ejemplo, y sin limitación, en las patentes estadounidenses n.os US 6.557.549 A, US 7.201.165 A, US 7.360.537 A y US .550.067 A.
En una realización, la VHC 3 está configurada para identificar correctamente el MDI que se inserta en la VHC, identificar correctamente cuándo se ha accionado el MDI 5 y monitorizar y proporcionar realimentación al usuario sobre la técnica apropiada, tal como se muestra, por ejemplo, en la figura 12. Por ejemplo, y haciendo referencia a las figuras 3 y 7, la VHC puede tener un LED azul 30 acoplado a la pared de la carcasa de cámara en el espacio interior 4 y un fotodetector 32 también dispuesto en el espacio interior 4 en una ubicación separada del LED 30. El fotodetector 32 puede acoplarse, por ejemplo, a la pared. Puede acoplarse una cámara 35 a la cámara de retención 2, por ejemplo adyacente al conjunto de boquilla 12, o más cerca de la pieza posterior 8. Un detector de flujo, tal como un sensor de flujo 34, está acoplado a la pared de la carcasa de cámara y tiene un orificio de entrada 36 y un orificio de salida 38 que se comunican con el espacio interior. Un dispositivo de realimentación, tal como un indicador de realimentación visual 40, por ejemplo un LED, o una red de LED, está dispuesto en la pieza posterior 8, aunque también puede estar acoplado a la carcasa de cámara o al conjunto de boquilla.
Tal como se muestra en las figuras 79 y 80, un adaptador 50 incluye un armazón que tiene un interior en forma de C 52 configurado para acoplarse, por ejemplo, con un encaje a presión, la carcasa 2 de la cámara. El adaptador incluye un dispositivo de realimentación, configurado como una pantalla de visualización 54 visible para el usuario, y puede incluir un microcontrolador 56 y componentes de comunicación. Tal como se muestra en las figuras 81 y 82, la pieza posterior incluye una pantalla de visualización 54 y/o un microcontrolador 56. La pantalla de visualización 54 en cada realización visualiza diversa información, tal como diversa información de realimentación dada a conocer en el presente documento, al usuario y/o cuidador. En diferentes realizaciones, el microcontrolador 56 puede implementarse como la disposición de controlador ilustrada en la figura 16, las disposiciones de microcontrolador de las figuras 22 o 27, o como un procesador 502 con uno o más componentes de un ordenador 500 más completo tal como se muestra en la figura 83.
COMUNICACIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS
Al tratar de satisfacer estas proposiciones, el dispositivo, tal como una VHC asociada con un MDI, puede estar configurado para realizar una o más de las siguientes acciones: (1) identificar correctamente el MDI que se usa con la VHC, (2) identificar correctamente cuándo se ha accionado el MDI, (3) monitorizar y proporcionar realimentación al usuario sobre la técnica apropiada y (4) proporcionar datos específicos del paciente al facultativo prescriptor y/o proveedor. Haciendo referencia a las figuras 2, 16, 65, 66A-C, 67, 83 y 84, un aspecto de las realizaciones se refiere a la manipulación de datos. Los datos registrados por la VHC y/o el MDI pueden transferirse a un dispositivo externo, tal como un teléfono inteligente, una tableta, un ordenador personal, etc. Si no está disponible un dispositivo externo de este tipo, los datos pueden almacenarse internamente en la VHC y/o el MDI en un módulo de almacenamiento de datos u otra memoria y transferirse en la próxima sincronización entre la VHC/MDI y el dispositivo externo. Puede acompañar software a la VHC/MDI para implementar la transferencia y el análisis de datos.
Con el fin de proporcionar un procesamiento más rápido y preciso de los datos, por ejemplo de uno o más de diversos sensores, generados dentro del MDI y/o VHC inteligente, los datos pueden comunicarse de manera inalámbrica a un teléfono inteligente, dispositivo informático local y/o dispositivo informático remoto para interpretar y actuar sobre los datos de sensor sin procesar.
En una implementación, el MDI y/o la VHC inteligente incluye conjuntos de circuitos para transmitir datos de sensor sin procesar en tiempo real a un dispositivo local, tal como un teléfono inteligente. El teléfono inteligente puede visualizar gráficos o instrucciones al usuario e implementar software de procesamiento para interpretar y actuar sobre los datos sin procesar. El teléfono inteligente puede incluir software que filtra y procesa los datos de sensor sin procesar y emite la información de estado relevante contenida en los datos de sensor sin procesar a una pantalla de visualización en el teléfono inteligente. El teléfono inteligente u otro dispositivo informático local puede usar alternativamente sus recursos locales para ponerse en contacto con una base de datos o un servidor remoto para recuperar instrucciones de procesamiento o reenviar los datos de sensor sin procesar para su procesamiento e interpretación remotos, y para recibir los datos de sensor procesados e interpretados de vuelta desde el servidor remoto para visualizarlo al usuario o un cuidador que está con el usuario de la VHC inteligente.
Además de simplemente presentar datos, estadísticas o instrucciones en una pantalla de visualización del teléfono inteligente u otro ordenador local cerca del MDI y/o la VHC inteligente, pueden gestionarse y controlarse activamente operaciones proactivas relacionadas con el MDI y/o la VHC inteligente. Por ejemplo, si el teléfono inteligente u otro ordenador local cerca del MDI y/o la VHC inteligente determina que los datos de sensor indican que se ha llegado al fin del tratamiento, o que se necesita tratamiento adicional, el teléfono inteligente u otro dispositivo informático local puede comunicar tal información directamente al paciente. También se contemplan otras variaciones, por ejemplo, cuando un servidor remoto en comunicación con el teléfono inteligente, o en comunicación directa con el MDI y/o la VHC inteligente a través de una red de comunicación, puede suministrar la información e instrucciones al paciente/usuario.
En otras implementaciones adicionales, los datos en tiempo real recopilados en el MDI y/o la VHC inteligente y retransmitidos a través del teléfono inteligente al servidor remoto pueden desencadenar que el servidor remoto rastree y notifique a un médico o cuidador supervisor con respecto a un problema con la sesión de tratamiento particular o un patrón que se ha desarrollado a lo largo del tiempo basándose en sesiones de tratamiento anteriores para el usuario particular. Basándose en los datos procedentes del uno o más sensores en el MDI y/o la VHC inteligente, el servidor remoto puede generar alertas para enviar por mensaje de texto, correo electrónico u otro medio de comunicación electrónica al usuario, al médico del usuario u otro cuidador.
Los conjuntos de circuitos electrónicos en el MDI y/o la VHC inteligente (por ejemplo, la disposición del controlador de la figura 16), el dispositivo informático local y/o el servidor remoto comentados anteriormente, pueden incluir algunas o todas las capacidades de un ordenador 500 en comunicación con una red 526 y/o directamente con otros ordenadores. Tal como se ilustra en las figuras 65, 6A-C, 67, 76, 77, 83 y 84, el ordenador 500 puede incluir un procesador 502, un dispositivo de almacenamiento 516, una pantalla de visualización u otro dispositivo de salida 510, un dispositivo de entrada 512 y un dispositivo de interfaz de red 520, todos conectados a través de un bus 508. Una batería 503 está acoplada y alimenta el ordenador. El ordenador puede comunicarse con la red. El procesador 502 representa una unidad central de procesamiento de cualquier tipo de arquitectura, tal como un CISC (ordenadores con conjunto de instrucciones complejas), RISC (ordenadores con conjunto de instrucciones reducido), VLIW (palabra de instrucción muy larga) o una arquitectura híbrida, aunque puede usarse cualquier procesador apropiado. El procesador 502 ejecuta instrucciones e incluye la parte del ordenador 500 que controla el funcionamiento de todo el ordenador. Aunque no se representa en las figuras 83 y 84, el procesador 502 incluye normalmente una unidad de control que organiza el almacenamiento de datos y programas en la memoria y transfiere datos y otra información entre las diversas partes del ordenador 500. El procesador 502 recibe datos de entrada del dispositivo de entrada 512 y la red 526 lee y almacena instrucciones (por ejemplo, código ejecutable por el procesador) 524 y datos en la memoria principal 504, tal como memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria estática 506, tal como memoria de único lectura (ROM) y el dispositivo de almacenamiento 516. El procesador 502 puede presentar datos a un usuario a través del dispositivo de salida 510.
Aunque se muestra que el ordenador 500 contiene sólo un único procesador 502 y un único bus 508, la realización dada a conocer se aplica igualmente a ordenadores que pueden tener múltiples procesadores y a ordenadores que pueden tener múltiples buses, realizando algunos o todos diferentes funciones de diferentes maneras.
El dispositivo de almacenamiento 516 representa uno o más mecanismos para almacenar datos. Por ejemplo, el dispositivo de almacenamiento 516 puede incluir un medio legible por ordenador 522 tal como memoria de sólo lectura (ROM), RAM, medios de almacenamiento no volátil, medios de almacenamiento óptico, dispositivos de memoria flash y/u otros medios legibles por máquina. En otras realizaciones, puede usarse cualquier tipo apropiado de dispositivo de almacenamiento. Aunque sólo se muestra un dispositivo de almacenamiento 516, pueden estar presentes múltiples dispositivos de almacenamiento y múltiples tipos de dispositivos de almacenamiento. Además, aunque el ordenador 500 está diseñado para contener el dispositivo de almacenamiento 516, puede distribuirse entre otros ordenadores, por ejemplo, en un servidor.
El dispositivo de almacenamiento 516 puede incluir un controlador (no mostrado) y un medio legible por ordenador 522 que tiene instrucciones 524 que pueden ejecutarse en el procesador 502 para llevar a cabo las funciones descritas anteriormente con referencia al procesamiento de datos de sensor, la visualización de los datos de sensor o instrucciones basadas en los datos de sensor, el control de aspectos del MDI y/o la VHC inteligente para alterar su funcionamiento, o la puesta en contacto con terceros u otros recursos ubicados de manera remota para proporcionar información actualizada o recuperar datos de esos recursos ubicados de manera remota. En otra realización, algunas o todas las funciones se llevan a cabo mediante hardware en lugar de un sistema basado en procesador. En una realización, el controlador es un navegador web, pero en otras realizaciones, el controlador puede ser un sistema de base de datos, un sistema de archivos, un sistema de correo electrónico, un administrador de medios, un administrador de imágenes o puede incluir cualquier otra función que pueda acceder a elementos de datos. El dispositivo de almacenamiento 516 también puede contener software y datos adicionales (no mostrados), que no son necesarios para comprender la invención.
El dispositivo de salida 510 es la parte del ordenador 500 que visualiza la salida al usuario. El dispositivo de salida 510 puede ser una pantalla de visualización de cristal líquido (LCD) bien conocida en la técnica del hardware informático. En otras realizaciones, el dispositivo de salida 510 puede reemplazarse por una pantalla plana de visualización a base de gas o plasma o una pantalla de visualización tradicional de tubo de rayos catódicos (CRT). En todavía otras realizaciones, puede usarse cualquier dispositivo de visualización apropiado. Aunque sólo se muestra un dispositivo de salida 510, en otras realizaciones puede estar presente cualquier número de dispositivos de salida de diferentes tipos, o del mismo tipo. En una realización, el dispositivo de salida 510 visualiza una interfaz de usuario. El dispositivo de entrada 512 puede ser un teclado, mouse u otro dispositivo señalador, bola de seguimiento, panel táctil, pantalla táctil, teclado, micrófono, dispositivo de reconocimiento de voz o cualquier otro mecanismo apropiado para que el usuario introduzca datos en el ordenador 500 y manipule la interfaz de usuario comentada anteriormente. Aunque sólo se muestra un dispositivo de entrada 512, en otra realización puede estar presente cualquier número y tipo de dispositivos de entrada.
El dispositivo de interfaz de red 520 proporciona conectividad desde el ordenador 500 a la red 526 a través de cualquier protocolo de comunicaciones adecuado. El dispositivo de interfaz de red 520 envía y recibe elementos de datos desde la red 526 a través de un transceptor inalámbrico o por cable 514. El transceptor 514 puede ser una frecuencia celular, radiofrecuencia (RF), infrarrojos (IR) o cualquiera de varios sistemas de transmisión por cable o inalámbricos conocidos que pueden comunicarse con una red 526 u otros dispositivos inteligentes 102 que tengan algunas o todas las características del ordenador de ejemplo de las figuras 83 y 84. El bus 508 puede representar uno o más buses, por ejemplo, USB, PCI, ISA (arquitectura estándar de la industria), X-Bus, EISA (arquitectura estándar de la industria extendida) o cualquier otro bus y/o puente apropiado (también denominado controlador de bus).
El ordenador 500 puede implementarse usando cualquier hardware y/o software adecuado, tal como un ordenador personal u otro dispositivo informático electrónico. El ordenador 500 puede ser un ordenador transportable, ordenador portátil, tableta u ordenadores personales, teléfonos inteligentes, PDA, ordenadores de bolsillo, electrodomésticos, teléfonos y ordenadores centrales son ejemplos de otras configuraciones posibles del ordenador 500. La red 526 puede ser cualquier red adecuada y puede soportar cualquier protocolo apropiado, adecuado para la comunicación con el ordenador 500. En una realización, la red 526 puede soportar comunicaciones inalámbricas. En otra realización, la red 526 puede soportar comunicaciones por cable, tales como una línea telefónica o un cable. En otra realización, la red 526 puede soportar la especificación 802.3x de Ethernet del IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos). En otra realización, la red 526 puede ser Internet y puede soportar IP (protocolo de Internet). En otra realización, la red 526 puede ser una LAN o una WAN. En otra realización, la red 526 puede ser una red de proveedor de servicios de punto de acceso inalámbrico. En otra realización, la red 526 puede ser una intranet. En otra realización, la red 526 puede ser una red GPRS (servicio general de radio por paquetes). En otra realización, la red 526 puede ser cualquier tecnología de red de datos celular o de red de radio basada en células apropiada. En otra realización, la red 526 puede ser una red inalámbrica compatible con IEEE 802.11. En todavía otra realización, la red 526 puede ser cualquier red o combinación de redes adecuada. Aunque se muestra una red 526, en otras realizaciones puede estar presente cualquier número de redes (del mismo tipo o de tipos diferentes).
Debe entenderse que las diversas técnicas descritas en el presente documento pueden implementarse en conexión con hardware o software o, cuando sea apropiado, con una combinación de ambos. Por tanto, los métodos y aparatos del contenido dado a conocer en la presente invención, o determinados aspectos o partes del mismo, pueden adoptar la forma de código de programa (es decir, instrucciones) incorporado en medios tangibles, tales como disquetes, CD-ROM, discos duros o cualquier otro medio de almacenamiento legible por máquina en el que, cuando el código de programa se carga y ejecuta por una máquina, tal como un ordenador, la máquina se convierte en un aparato para poner en práctica el contenido dado a conocer en el presente documento. En el caso de la ejecución de código de programa en ordenadores programables, el dispositivo informático incluye generalmente un procesador, un medio de almacenamiento legible por el procesador (incluyendo memoria volátil y no volátil y/o elementos de almacenamiento), al menos un dispositivo de entrada y al menos un dispositivo de salida. Uno o más programas pueden implementar o usar los procesos descritos en relación con el contenido dado a conocer en el presente documento, por ejemplo, mediante el uso de una API, controles reutilizables o similares. Tales programas pueden implementarse en un lenguaje de programación orientado a objetos o de procedimientos de alto nivel para comunicarse con un sistema informático. Sin embargo, el/los programa(s) puede(n) implementarse en lenguaje ensamblador o de máquina, si se desea. En cualquier caso, el lenguaje puede ser un lenguaje compilado o interpretado y puede combinarse con implementaciones de hardware. Aunque las realizaciones a modo de ejemplo pueden referirse al uso de aspectos del contenido dado a conocer en el presente documento en el contexto de uno o más sistemas informáticos independientes, el contenido no está así limitado, sino que puede implementarse en conexión con cualquier entorno informático, tal como una red o un entorno informático distribuido. Todavía más, algunos aspectos del contenido dado a conocer en la presente invención pueden implementarse en o a través de una pluralidad de chips o dispositivos de procesamiento, y el almacenamiento puede distribuirse de manera similar a través de una pluralidad de dispositivos. Tales dispositivos pueden incluir ordenadores personales, servidores de red y dispositivos de mano, por ejemplo.
TÉCNICA APROPIADA
Proporcionar realimentación a los usuarios con respecto a su técnica de inhalación es una característica de la VHC que ayudará a optimizar la administración de fármacos. En una realización, mostrada en las figuras 3 y 9, se usa un detector de flujo, configurado como un sensor de flujo 34, para recopilar datos y proporcionar realimentación sobre la técnica. El sensor de flujo mide el caudal a la que el usuario está inhalando. Inhalar demasiado rápido puede depositar la mayor parte del fármaco en la garganta en lugar de en los pulmones. La deposición eficaz del fármaco en los pulmones puede lograrse con una inhalación controlada. Además, el caudal puede integrarse a lo largo del tiempo para determinar el volumen de aire inhalado, que puede usarse para proporcionar al usuario una indicación de cuándo ha vaciado el espacio interior de la carcasa de cámara y recibido una dosis completa. Tal como se muestra en las figuras 3 y 9, el sensor de flujo 34 incluye un canal de derivación 58 con orificios de entrada y salida 36, 38 que se comunican con el espacio interior. El diferencial de presión entre las aberturas proximal y distal definidas por los orificios de entrada y salida crea un pequeño caudal a través del canal de derivación. Se usa un sensor de flujo de aire másico térmico 60 para medir el flujo a través del canal de derivación, que está correlacionado con los índices caudales de inhalación, tal como se muestra en la figura 9. El sensor de flujo 34, 34' puede colocarse en cualquier ubicación mostrada en la figura 9. El sensor de flujo mide el flujo sin que se disponga ni interfiera en la trayectoria de flujo en el espacio interior 4. Como tal, el sensor de flujo no interfiere con los medicamentos en aerosol ni con la trayectoria de flujo a través del espacio interior. La información del caudal puede combinarse con la detección de accionamiento del MDI y la identificación de MDI, que se describen con más detalle a continuación, para proporcionar información fiable sobre la conducta del paciente y el uso del dispositivo.
Haciendo referencia a la figura 12, la información del caudal puede usarse en tiempo real para proporcionar realimentación al usuario sobre las sesiones de práctica, por ejemplo, a través de un dispositivo de realimentación tal como un indicador (visual, auditivo y/o háptico) o una pantalla de visualización, y si deben comenzar la inhalación, y/o si necesitan ralentizar el caudal, por ejemplo, cuando se supera un caudal máximo. El accionamiento del MDI también puede usarse para proporcionar realimentación al usuario sobre el inicio del accionamiento y/o el comienzo de la inhalación. En primer lugar, el usuario 66 inserta el MDI en la pieza posterior tal como se muestra en la figura 19. Un interruptor de contacto 62, u otro detector o sensor de inserción del MDI, detecta la inserción. Cuando se inserta el MDI, la VHC inteligente busca activamente el accionamiento del MDI y/o la detección del flujo de inhalación. Dependiendo de la realimentación a través de un dispositivo de realimentación (por ejemplo, indicador o pantalla de visualización), el usuario puede accionar el MDI, dispensando un medicamento en aerosol en el espacio interior, registrándose un sello temporal de accionamiento. A continuación, el procesador 502 busca el flujo de inhalación, según lo comunica el sensor de flujo 34, y registra el caudal y un sello temporal de la inhalación activa. El procesador 502 también compara la tasa de inhalación con una tasa predeterminada almacenada, por ejemplo, un caudal máximo recomendado, y proporciona información al usuario si el caudal inhalado supera al caudal predeterminado. Luego, el procesador compara el volumen inhalado, calculado a partir del caudal, con el volumen del espacio interior 4, y notifica al usuario que se ha completado el tratamiento y se ha administrado la dosis correctamente. Alternativamente, el procesador puede comunicar al usuario que se requiere una inhalación adicional para vaciar totalmente el espacio interior. Tal como se señaló, el usuario tiene la opción de practicar el uso del dispositivo antes de que comience el tratamiento. En este caso, no se inserta el MDI. Por el contrario, sólo se activa el sensor de flujo. El procesador registra el caudal y proporciona realimentación sobre el caudal y notifica al usuario que la práctica está completa.
Haciendo referencia a las figuras 14-17, una realización de una VHC inteligente incluye un parche delgado similar a la piel que incluye un medidor de tensión resistiva 68 montado en la válvula de inhalación 16 para medir la geometría de la abertura de válvula 70 durante la inhalación. El medidor de tensión puede aplicarse a la válvula con adhesivo o mediante moldeo por inserción durante la retención por inyección de la válvula. Tal como se muestra en la figura 15, el tamaño y la duración de la abertura de válvula 16 pueden correlacionarse con el caudal de inhalación para confirmar que se ha completado la inhalación.
Tal como se muestra en la figura 16, un controlador, que puede estar ubicado sobre o en el interior de las diversas realizaciones de la VHC inteligente descrita en el presente documento, está en comunicación con uno o más sensores, interruptores y/o medidores que están rastreando o controlando el funcionamiento de la VHC inteligente. El controlador puede almacenar datos recopilados en una memoria para descargarlos posteriormente a un dispositivo receptor, o puede transmitir datos a un dispositivo receptor en tiempo real. Adicionalmente, el controlador puede realizar algún procesamiento de los datos recopilados desde los sensores, o puede almacenar y transmitir datos sin procesar. Los módulos de transmisor y/o receptor de RF pueden asociarse con el controlador en la VHC inteligente para comunicarse con dispositivos informáticos fijos o portátiles remotos en tiempo real o en un momento posterior cuando la VHC inteligente está en el rango de comunicación de una red de comunicación para los dispositivos informáticos de ubicación fija o de mano remotos. El controlador puede incluir una o más de las características del sistema informático 500 mostrado en la figura 83. Además, el uno o más sensores, interruptores o medidores pueden estar en comunicación por cable o inalámbrica con el controlador.
Para mayor claridad en la visualización de otras características de las diversas realizaciones de VHC inteligente descritas, se omite el conjunto de circuitos del controlador, sin embargo, en una versión de estas realizaciones se contempla un controlador u otro agente de procesamiento que puede al menos gestionar el enrutamiento o almacenamiento de datos de la VHC inteligente. En otras implementaciones, la VHC inteligente puede no incluir un procesador integrado y los diversos sensores, medidores e interruptores de una realización particular pueden comunicarse de manera inalámbrica directamente con un controlador ubicado de manera remota u otro dispositivo de procesamiento, tal como un dispositivo de mano o un servidor remoto. Los datos recopilados por un controlador u otro dispositivo de procesamiento pueden compararse con valores esperados o preprogramados en la memoria del controlador local u otra ubicación remota para proporcionar la base para la realimentación sobre si está teniendo lugar el rendimiento o la terapia deseados. Si el controlador es más sofisticado e incluye más elementos del ordenador 500 descritos en la figura 83, entonces este procesamiento puede ser todo local para el dispositivo inteligente (VHC inteligente, MDI inteligente, etc.). En disposiciones de controlador más rudimentarias, los datos pueden simplemente tener el sello de fecha/hora y almacenarse de manera local o remota para su posterior procesamiento. En una realización, los datos pueden además estar sellados de manera local o remota con un identificador de paciente o dispositivo único.
La apnea inspiratoria también puede ser una etapa particular para facilitar la difusión del fármaco y optimizar la deposición dentro de los pulmones. La apnea inspiratoria del usuario puede controlarse usando los métodos siguientes o simplemente puede alentarse al usuario a contener la respiración de manera visual o audible sin controlar directamente la apnea inspiratoria.
1. Detección de dióxido de carbono
1.1. Haciendo referencia a la figura 86, el dióxido de carbono es un subproducto de la respiración celular que se expulsa del cuerpo a través del aliento exhalado. Como resultado, la concentración de dióxido de carbono en el aire exhalado es significativamente mayor que la concentración del aire ambiental. Usando un sensor de dióxido de carbono 76, puede monitorizarse la concentración de dióxido de carbono dentro de la boquilla y las partes del adaptador de mascarilla de la VHC, indicando mayores concentraciones la fase espiratoria del ciclo respiratorio del usuario. Combinando estos datos con los datos del flujo inspiratorio u otros medios para detectar la inhalación del usuario, puede determinarse la duración de la apnea inspiratoria y usarla para proporcionar realimentación al usuario. El final de la inhalación puede determinarse, por ejemplo, usando un umbral de flujo o presión. Una vez que la presión o el flujo inspiratorio disminuyen por debajo de este umbral, el temporizador de apnea inspiratoria puede iniciarse y no se detendrá hasta que se detecte un aumento brusco de la concentración de dióxido de carbono. 2. Monitorización de presión
2.1. Haciendo referencia a las figuras 18 a 20, puede situarse un sensor de presión 78 dentro del adaptador de mascarilla/boquilla o carcasa de cámara, de tal manera que puedan controlarse las fases de inhalación y exhalación del ciclo respiratorio del usuario. Pueden usarse umbrales de presión inspiratoria y espiratoria para calcular la duración de la apnea inspiratoria del usuario. Cuando la presión inspiratoria disminuye por debajo del umbral inspiratorio, se inicia el temporizador de apnea inspiratoria y una vez que comienza la exhalación y se supera el umbral de presión espiratoria, se detiene el temporizador de apnea inspiratoria. El sensor de presión 78 se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502.
Además, el dispositivo proporciona información sobre cuándo la cámara está vacía suponiendo un volumen corriente y contando el número de inhalaciones. El volumen corriente supuesto puede basarse en la edad y el sexo, y puede seleccionarse durante la configuración. Dado que se conoce el volumen del espacio interior 4, el ordenador/procesador 500, 502 procesa eventos de presión positiva para identificar cuándo se ha accionado el MDI, luego cuenta el número de eventos de presión negativa, que indican inhalación, hasta que se ha alcanzado el volumen de la cámara. Cada evento de presión negativa debe separarse de un ciclo de respiración normal, por ejemplo, 2-5 segundos, evacuándose el volumen de la cámara dentro de un periodo de tiempo de tratamiento total finito. Si se satisface esto, se realiza una determinación de que el fármaco se administró por completo. De lo contrario, puede proporcionarse información al usuario para que continúe con la inhalación y/o el ciclo respiratorio. La realimentación puede ser audible, visual o táctil/háptica (por ejemplo, vibratoria), o cualquier combinación de las mismas usando los diversos indicadores descritos en otra parte del presente documento. La información puede registrarse y almacenarse, y/o proporcionarse realimentación siempre que se necesite capacitación adicional.
3. Micrófono
3.1. El aire inhalado y exhalado se desplaza por diferentes trayectorias a través de la VHC durante su uso. Dado que se usan diferentes trayectorias de flujo, es posible que el flujo a través de estas trayectorias suene diferente entre sí. Un micrófono 82, tal como se muestra por ejemplo en la figura 24, puede usarse para escuchar la inhalación y la exhalación y puede usarse para calcular la duración de la apnea inspiratoria usando un método de umbral similar a las realizaciones 1.1 y 2.1.
Además, durante el tratamiento, y una vez que se ha accionado el MDI, el/los micrófono(s) registra(n) el sonido del flujo de aire a través de la VHC y, basándose en la cantidad de turbulencia registrada por el micrófono, puede monitorizarse y analizarse por el microprocesador. Por ejemplo, la amplitud del sonido traducido a lo largo de un periodo de tiempo se correlaciona con un caudal específico, o intervalo de caudales, tal como se muestra en la figura 26. La VHC puede proporcionar realimentación, a través de un indicador (visual, auditivo, táctil, etc.) al usuario de que la tasa de inhalación es excesiva o supera un caudal máximo predeterminado. Otra realimentación puede incluir información de que se ha completado el tratamiento o que se ha completado la carga de datos. Una vez que se completa el tratamiento, se reinicia el sistema y está listo para otro accionamiento del MDI.
Haciendo referencia a la figura 58, puede disponerse una lámina, o una matriz o serie de láminas 84, por ejemplo, de plástico o silicona, de manera adyacente al micrófono 82. El flujo diferencial activa o crea diferentes salidas acústicas de la(s) lámina(s), que pueden captarse y registrarse por el micrófono 82. Tal como se muestra en las figuras 59A-C, puede disponerse una única lámina 115, o barra, a través de la boca de una válvula, mostrada como una válvula de pico de pato. A medida que las charnelas 88 de la válvula se abren o cierran diferentes cantidades, por ejemplo, en respuesta al caudal, la lámina 115, que actúa como cuerda vibrante, se hace más delgada o más gruesa, de modo que produce diferentes señales acústicas que puede recoger el micrófono 82. El micrófono se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502.
4. Sensor de humedad
4.1. El aire del ambiente se satura con vapor de agua cuando entra en los pulmones. Cuando se exhala este aire, pasa a través de la boquilla y el adaptador de mascarilla donde puede analizarse la humedad del aire. Monitorizando de manera continua los niveles de humedad con un sensor 90 tal como se muestra en la figura 86, en la boquilla y el adaptador de mascarilla, puede detectarse la fase de exhalación del ciclo respiratorio y usarse para determinar la duración de la apnea inspiratoria de una manera similar a las realizaciones 1.1 y 2.1. El sensor de humedad 90 se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502.
5. Sensores de temperatura
5.1. A medida que el aire ambiente se introduce en el cuerpo, se calienta hasta la temperatura corporal. Usando un sensor de temperatura 92 (véase, por ejemplo, la figura 86), puede monitorizarse la temperatura del aire en la boquilla y el adaptador de mascarilla. Cuando se observa un aumento brusco de temperatura, puede interpretarse como una exhalación del usuario. De manera similar a las realizaciones anteriores de detección de apnea inspiratoria, combinando esta detección del comienzo de la exhalación con mediciones inspiratorias (es decir, flujo o presión), puede calcularse la duración de la apnea inspiratoria y retroalimentarse al usuario para mejorar la técnica. El sensor de temperatura 92 se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502.
6. Cortina de luz
6.1. Haciendo referencia a las figuras 63 y 86, puede usarse una cortina de luz 94 o una pluralidad de cortinas de luz junto con un elemento flexible 96 que responde a presiones negativas y positivas. Durante la inhalación, el elemento flexible puede arrastrarse en un sentido tal que uno del par de cortinas de luz tenga su haz de luz interrumpido (o restaurado) y esto puede interpretarse como una inhalación por parte del usuario. En cambio, el elemento flexible puede forzarse en sentido opuesto durante la exhalación en la que la segunda de las cortinas de luz tiene su haz interrumpido (o restaurado). Esto se interpreta como la exhalación del usuario. Usando estas mediciones, el tiempo en el que ambas cortinas de luz permanecen intactas indica la duración de la apnea inspiratoria. Alternativamente, puede usarse una única cortina de luz para detectar la exhalación por parte del usuario y puede usarse otro método (por ejemplo, presión inspiratoria o umbral de flujo) para determinar el final de la inhalación.
6.2. En otra realización, la humedad en el aliento exhalado del usuario puede ser suficiente para interrumpir la cortina de luz responsable de detectar la exhalación, en cuyo caso, no se necesita ningún elemento flexible.
FIN DEL TRATAMIENTO
Cuando se recibe aerosol desde una cámara de retención con válvula, particularmente para productos de mascarilla en la población infantil y de bebés, una incertidumbre es saber en qué punto el usuario ha recibido todos los medicamentos de la cámara. La retirada prematura de la cámara puede dar lugar a una dosis insuficiente, así como a una fuga excesiva de la mascarilla durante la administración del aerosol. Mediante la monitorización del aerosol dentro de la cámara o el volumen de aire inhalado a través de la cámara, puede proporcionarse información al usuario referente al fin del tratamiento. Esto proporciona una garantía de dosis a todas las partes involucradas en la salud del paciente.
1. Cambio de capacidad eléctrica
1.1. Suponiendo que el aerosol tiene un dieléctrico diferente en comparación con el del aire, puede usarse un cambio en la capacidad eléctrica del condensador 106 mostrado en las figuras 43 y 44 para detectar cuando la totalidad del aerosol ha abandonado la cámara. Se mediría una capacidad eléctrica de nivel inicial antes del accionamiento del aerosol y el tratamiento no terminaría hasta que la capacidad eléctrica volviera a este valor de nivel inicial o algún valor similar.
2. Transmisión/reflexión de luz
2.1. Tal como se muestra en las figuras 3 y 7, una fuente de luz 30 y un fotodetector 32 pueden estar configurados en cualquier orientación con respecto al flujo con la fuente de luz dirigida directamente al fotodetector o reflejada desde una superficie hacia el fotodetector. Cuando está presente aerosol, esta luz se dispersa, difunde, refracta, absorbe y refleja de modo que se reduce la cantidad de luz que vuelve al fotodetector. El fin del tratamiento se produce cuando se aproximan las lecturas iniciales.
DETECCIÓN DE FLUJO
La deposición de aerosol en la garganta y las vías respiratorias altas puede suceder cuando los caudales se vuelven demasiado altos, lo que provoca efectos secundarios y priva al pulmón de medicamentos. La VHC inteligente debe tener un dispositivo o una característica de realimentación que informe al usuario si se ha superado el caudal máximo recomendado predeterminado, usando un detector de flujo y permitiendo que el usuario ralentice su inhalación a una tasa eficaz. Todas las realizaciones de los detectores de flujo, solos o en combinación, tal como se describen a continuación, pueden usarse para este propósito, además de ayudar a determinar el fin del tratamiento. El fin del tratamiento se determina integrando estos caudales a lo largo del tiempo hasta que se haya alcanzado un volumen umbral, tal como se muestra en la figura 12. El volumen umbral se elige de modo que se inhale la totalidad del aerosol desde la cámara.
3. Sensores de presión
3.1. Presión diferencial a través de una válvula
Se elige una válvula de modo que su resistencia sea constante, tenga una baja histéresis y sea preferiblemente lineal, tal como se muestra en la figura 46. El flujo a través de la válvula puede deducirse basándose la lectura de presión diferencial a través de la válvula.
3.2. Presión diferencial a través de MDI
3.2.1. Manguito de MDI
Se usa un identificador de MDI para identificar el MDI que se usa con la cámara. Suponiendo que se conozca esta información, puede accederse al perfil de resistencia de los MDI (curva de presión frente a flujo) desde una base de datos predefinida y usando una medición de presión diferencial que compara la presión en la boquilla del MDI detectada por un sensor de presión 78 con la presión atmosférica tal como se muestra en la figura 47, puede calcularse el flujo a través del propio MDI.
3.2.2. Manguito de adaptador de MDI moldeado (contenedor insertado)
Dado que la mayoría de los MDI tendrán diferentes perfiles de resistencia entre sí, el contenedor puede retirarse del manguito y colocarse en un receptáculo incorporado moldeado en el adaptador de MDI o en la pieza posterior. Este adaptador permitirá insertar todos los manguitos de MDI y que el aerosol entre en la cámara. La resistencia al flujo del adaptador de MDI puede diseñarse específicamente para las necesidades del sistema, es decir, curva P0 lineal, baja histéresis y constante de una parte a otra.
3.3.1. Diferencial a través de un orificio en una derivación
3.3.1. Tal como se muestra en las figuras 3, 9, 49 y 50, existe un canal de derivación 60 en el interior de la pared de la cámara o del adaptador de mascarilla/boquiNa y este canal está en comunicación de fluido con la cámara de aerosol. Durante la inhalación, se extrae parte del flujo a través de este canal de derivación y a través de un orificio 110 de tamaño controlado con precisión. La resistencia al flujo de este orificio puede caracterizarse a fondo y pueden usarse mediciones de presión diferencial usando un sensor de presión 78 a través del orificio 110 para calcular el flujo a través del orificio y el canal de derivación. Los caudales a través de la cámara se calibrarán con respecto al flujo a través del canal de derivación de tal manera que las mediciones de flujo de derivación durante el uso pueden indicar el flujo total a través de la VHC. El sensor de presión 78 se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502.
3.4. Tubo de Venturi
3.4.1. Un tubo de Venturi 112 usa una restricción local de la trayectoria del flujo para acelerar el fluido a medida que pasa a su través. A medida que aumenta la velocidad del fluido, su presión disminuye en relación con la del fluido de movimiento más lento aguas arriba de la restricción. Un sensor de presión diferencial puede detectar esta diferencia y, con el conocimiento de la geometría del tubo de Venturi, puede calcularse el caudal.
El tubo de Venturi 112 puede moldearse como parte de la carcasa de cámara 2, como parte de la boquilla 12 o como parte de una trayectoria de flujo de derivación 60 tal como se muestra en las figuras 51A-C, respectivamente. El sensor de presión 78 se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502.
3.5. Tubo estático de Pitot
3.5.1. Los tubos estáticos de Pitot 114 consisten en un tubo con un extremo cerrado y un medio para comparar la presión dentro del tubo con la presión del fluido circundante. A medida que el aire de movimiento rápido entra en el tubo de Pitot 114, se estanca y genera una presión dentro del tubo que es proporcional a la velocidad inicial del flujo de fluido.
Puede moldearse o ensamblarse un tubo de Pitot en un deflector 116 de la cámara de retención con válvula para tomar muestras del aire de movimiento más rápido durante la inhalación, tal como se muestra en la figura 52. Esta velocidad puede convertirse en una estimación del caudal con el conocimiento de la geometría de la cámara. Un sensor de presión 78 detecta el diferencial de presión y se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502. 4. Métodos basados en sonido
Para todos los métodos basados en sonido, puede usarse un segundo micrófono para detectar el ruido ambiental. Esta información puede usarse luego para la reducción de ruido en la señal que está procesando el microcontrolador u otro procesador 502.
4.1. Basados en volumen
4.1.1. Sonidos intrínsecos
A medida que el aire atraviesa el MDI y la cámara de retención con válvula, se genera una turbulencia que produce sonido. A mayores caudales, se genera más turbulencia y hay sonidos más intensos. Monitorizar el volumen de sonido dentro de la cámara puede proporcionar un medio para estimar el caudal, aunque los métodos basados en el volumen sin filtrar serán altamente vulnerables al ruido ambiental.
Se coloca un micrófono 82 en el espacio interior de la carcasa de cámara, por ejemplo, acoplado a un adaptador o la pieza posterior (véase, por ejemplo, la figura 24), o a lo largo de la cámara o en el deflector (véase, por ejemplo, la figura 59C). Este mismo micrófono puede usarse para la detección de accionamiento del MDI.
4.1.2. Generación de sonido
Se coloca un micrófono en un lugar similar al de la realización 4.1.1. Tal como se muestra en las figuras 58 y 59A-B, pueden usarse una lámina vibrante 115 o láminas 84, tonos de frontera o flujo sobre un tubo abierto o cerrado para generar sonido a medida que pasa el flujo y este volumen debe ser sustancialmente mayor que los presentes en la propia cámara. El micrófono 82 se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502.
4.2. Basados en el volumen de filtro de paso bajo, paso alto y paso de banda
Tal como se menciona en la realización 4.1.1., los métodos basados en volumen pueden ser vulnerables a lecturas falsas debido al ruido ambiental. Para reducir este riesgo, puede implementarse un filtrado digital y/o analógico para que el sistema sólo “escuche” de manera eficaz bandas de frecuencia particulares. Estos filtros se seleccionarán de tal manera que se escuchen los sonidos intrínsecos a la cámara o en el caso de la generación de sonido, se monitoricen estas frecuencias.
4.3. Basados en algoritmos
Los sonidos que proceden de la cámara a diferentes caudales, ya sean estos sonidos intrínsecos al producto o producidos por medio de una lámina u otra fuente de generación de sonido, serán bastante exclusivos del sistema. Pueden usarse diversos algoritmos para comparar cuantitativamente la señal de micrófono entrante con una gama de señales que se han registrado previamente a caudales definidos desde dentro del dispositivo.
4.4. Tiempo de vuelo acústico (Time of Flight, TOF)
Haciendo referencia a la figura 64, TOF acústico, en este caso, se refiere al tiempo que tarda el sonido en desplazarse desde un transceptor de sonido 118 hasta a otro. El transceptor uno (T1) está ubicado aguas abajo del transceptor dos (T2) que pueden estar situados ambos dentro o fuera de la cámara. A medida que el sonido se desplaza desde T1 hasta T2, efectivamente se ralentiza como resultado de desplazarse en contra del flujo de aire a través de la cámara. Por el contrario, cuando los sonidos se desplazan desde 12 hasta Ii, lo hacen más rápido de lo normal ya que se mueven con el flujo. Conociendo el ángulo © de los transceptores 118, o transductores ultrasónicos, con relación al sentido de flujo, así como el TOF desde 11 hasta 12 y de 12 a T1, la velocidad de flujo promedio y, por tanto, el caudal puede estimarse con el conocimiento de la geometría de la cámara. El sonido de cualquier frecuencia puede funcionar, aunque sería deseable estar fuera del rango audible por el ser humano (> 20 kHz). Los transceptores 118 se comunican con el ordenador 500 y el procesador 502.
4.5. Doppler
El ultrasonido Doppler usa el cambio de frecuencia de una onda reflejada en relación con la onda transmitida para deducir la velocidad a la que se mueve el cuerpo reflectante. Usando las partículas de aerosol en suspensión como cuerpos reflectantes, puede usarse el principio Doppler para determinar la velocidad de partícula promedio y estimar el caudal. Este método sólo detectará el flujo cuando haya aerosol, de modo que también puede usarse como herramienta adicional de garantía de dosis.
Tal como se muestra en la figura 53, puede colocarse un transductor ultrasónico 118 en el deflector 116 con el sonido dirigido hacia el adaptador de m Di o la pieza posterior 8, en el adaptador de MDI con el sonido dirigido hacia el deflector o en cualquier lugar intermedio siempre que la producción de sonido no sea perpendicular a la dirección de flujo de aire. El transceptor/transductor 118 se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502.
5. Métodos basados en luz
5.1. Reflexión interna en una válvula con una hendidura
Haciendo referencia a la figura 60, un diodo emisor de luz (LED) 122 u otra fuente de luz y/o un fotodetector 124 sensible a la longitud de onda de la luz procedente del LED se sitúan dentro de una válvula 16 con ambos dirigidos hacia la abertura 126 de la válvula. La válvula es del tipo con una abertura de tamaño variable cuyo tamaño de abertura depende del caudal que pasa a través de la válvula. Las válvulas de pico de pato, válvulas en cruz y cualquier válvula troquelada son buenos ejemplos, sin embargo, esta lista no es exclusiva. Haciendo referencia a las figuras 56 y 57, los fotodetectores 124 pueden situarse de manera externa a la válvula.
Durante el funcionamiento, la fuente de luz ilumina el interior/el lado posterior de la válvula 26 que refleja a su vez parte de la luz de vuelta al fotodetector tal como se muestra en la figura 60, o permite que la luz sea recibida por los fotodetectores tal como se da a conocer en las figuras 56 y 57. Cuando la válvula está cerrada, la mayor parte de la luz que procede de la fuente se refleja de vuelta al fotodetector (interna) o no es recibida por el fotodetector (externa). A medida que se abre la válvula, una mayor cantidad de esta luz puede escapar y, como resultado, se refleja menos luz hacia el fotodetector (interna) o, a la inversa, es recibida por los fotodetectores (externa). Mediante la monitorización de la señal procedente del fotodetector, puede estimarse el grado en que la válvula está abierta junto con el flujo que pasa a través de la válvula. La válvula puede diseñarse de tal manera usando la forma y el color para enfocar la luz reflejada en el fotodetector a determinados grados de su apertura. El fotodector 124 se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502.
Puede situarse un blindaje físico dentro de la válvula. El LED puede tener un brillo ajustable de modo que durante una fase de calibración inicial, se logre la misma señal de línea base aumentando el brillo del LED de manera iterativa con la realimentación del fotodetector o eligiendo una longitud de onda de luz que no se absorba fácilmente por los fármacos usados. En este método puede usarse cualquier longitud de onda, aunque se prefiere una longitud de onda que se absorba mínimamente o refleje por el aerosol. También puede implementarse un filtro de paso alto para eliminar cualquier contribución de señal procedente de fuentes de alimentación de CC (luces parpadeantes, luz solar), así como iluminación eléctrica de baja frecuencia, tal como las luces de 60 Hz (120 Hz) en América del Norte y las frecuencias equivalentes en todo el mundo.
Alternativamente, o además del filtrado de paso alto, el brillo de la fuente de luz puede variarse a una frecuencia particular y, usando algoritmos de detección de frecuencia, esta señal podría analizarse para determinar el flujo. En este caso, disminuirá la amplitud de la componente de frecuencia de la señal que coincide con la frecuencia de la fuente de luz y aumentará a medida que la válvula se abre y se cierra, respectivamente.
5.2. Brillo a través de una válvula con una hendidura
5.2.1. Fuente de luz externa
Haciendo referencia a la figura 61, se sitúa una fuente de luz 122 en el exterior y dirigida hacia la válvula 16 del tipo en la realización dada a conocer en la sección 5.1, permaneciendo el fotodetector 124 en el interior de la válvula apuntando hacia la fuente de luz. En esta realización, cuanto más abre la válvula la abertura 126, más luz llega al fotodetector. Pueden aplicarse métodos similares a esta realización como en la sección 5.1, incluyendo el filtrado y la codificación de frecuencia, así como algunas de las vulnerabilidades de 5.1. con respecto a la interferencia de fármacos. El fotodector 124 se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502.
5.2.2. Calor corporal (infrarrojos)
De manera similar a las realizaciones dadas a conocer en las secciones 5.1. y 5.2., y haciendo referencia a la figura 62, se sitúa un fotodetector de infrarrojos 128 en el interior de una válvula 16 del tipo descrito en las secciones 5.1 y 5.2. De manera similar a la sección .2, a medida que se abre la válvula 16, se permite que llegue más luz al fotodetector 128. En esta realización, el fotodetector se selecciona de tal manera que sea más sensible a las longitudes de onda de infrarrojos emitidas por el cuerpo humano. A medida que se abre la válvula opaca a los infrarrojos, entra más luz de infrarrojos que emana de la boca del usuario (dispositivo de boquilla) o de la cara (dispositivo de mascarilla) y se absorbe por el fotodetector o fotodiodo. El fotodector 128 se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502. Esta señal la analiza el microcontrolador.
5.3. Cuerpo oscilante
Haciendo referencia a la figura 63, una fuente de luz 122 y un fotodetector 124 están enfrentados entre sí con un cuerpo opaco 96 entre ellos.
El cuerpo opaco tiene libertad para moverse de tal manera que puede bloquear la luz procedente de la fuente para que no llegue al detector en la posición 1 y permitir que la luz llegue al detector en la posición 2.
Este cuerpo opaco está diseñado de tal manera que oscila cuando hay flujo presente y sus oscilaciones son únicas para diferentes caudales. Las amplitudes de estas oscilaciones son tales que se llegan a la posición 1 y la posición 2. El cuerpo oscilante puede ser una lámina de silicona o plástico, una álabe móvil, un álabe rotatorio o una pieza aleteante de material suelto o rígido, similar al de una bandera. Esto no es exclusivo ya que puede funcionar cualquier cuerpo oscilante. Luego, se analiza de manera continua la señal procedente del fotodetector y se deduce el caudal correspondiente. El fotodetector 124 se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502.
6. Desplazamiento por resorte
Las siguientes realizaciones se basan en el movimiento de un resorte (lineal o no lineal, de tensión o compresión) en respuesta o bien a la presión de inhalación o bien al caudal de inhalación. A medida que el resorte se mueve de una posición a otra, trae consigo o activa una gama de hardware de detección de la siguiente manera:
6.1. Efecto Hall
Se sitúa un imán en el extremo móvil del resorte con un sensor de efecto Hall en una posición fija. El sensor de efecto Hall detecta cambios en el campo magnético a medida que el imán se mueve de una posición a otra, y esto puede analizarse usando diversos algoritmos para determinar el flujo.
6.2. Capacidad eléctrica
Se sitúa una placa cargada en el extremo móvil del resorte con una placa cargada de manera opuesta en una posición fija, separada por aire (el dieléctrico). La capacidad eléctrica cambia a medida que se mueve la placa cargada en el resorte y esto puede detectarse usando diversos métodos de hardware y software.
6.3. Interruptores de láminas
Se sitúa un imán en el extremo móvil del resorte y se sitúan una colección o interruptores de lámina magnéticos a lo largo de la longitud del resorte. A medida que el resorte se desvía y lleva el imán consigo, se cierran diferentes interruptores de láminas y, al determinar qué interruptores están abiertos frente a cerrados, puede aproximarse la posición del resorte y, por tanto, el caudal.
6.4. Sensor inductivo
Se sitúa una placa conductora en el extremo móvil del resorte con una bobina inductiva que produce un campo electromagnético en estrecha proximidad. A medida que cambia la distancia entre la bobina y la placa, cambia la inductancia del sistema, lo que puede analizarse por el software. Esto puede usarse, a su vez, para aproximar la posición del resorte y, por tanto, el caudal.
7. Anemómetro de molinete
7.1. Se sitúa un molinete dentro de la cámara de tal manera que su velocidad de rotación cambie con un caudal cambiante. La velocidad de rotación del molinete puede monitorizarse mediante un interruptor de contacto rotatorio, puede usarse la interrupción periódica de una combinación de cortina de luz o imán y sensor de efecto Hall, y esta velocidad puede usarse para aproximar el caudal a través de la cámara.
8. Superficie calentada
8.1. Anemómetro de hilo caliente
Se calienta un hilo o una malla aplicando un voltaje constante a través del mismo. A medida que se mueve el aire a través de este hilo, se enfría y disminuye su resistencia. Dado que el voltaje permanece constante, aumenta la corriente a través del hilo, lo que puede monitorizarse mediante componentes electrónicos. Se usa entonces la cantidad de corriente que fluye a través del hilo para deducir el caudal.
8.2. Sensor de flujo de película delgada
Este es el mismo principio que el anemómetro de hilo caliente, excepto que es menos intrusivo. Se sitúa un sensor calentado de película delgada en una superficie dentro de la cámara y se usa la cantidad de corriente que fluye a través del sensor para determinar el caudal.
9. Sensor de flexión piezoeléctrico
9.1. Basados en deflexión
Cuando un flujo de aire entra en contacto con un cuerpo, el cuerpo ejerce una fuerza sobre el aire para cambiar su sentido alrededor del cuerpo. Al mismo tiempo, el aire confiere la misma magnitud de fuerza pero en sentido opuesto. Usando este principio, puede usarse un sensor de flexión piezoeléctrico de tal manera que cuando el aire impacta en su superficie, se ve obligado a desviarse y la cantidad de deflexión será proporcional a la cantidad de flujo que incide sobre el sensor. El material piezoeléctrico genera un voltaje bajo tensión, de modo que puede detectarse la tensión y analizarse con diversos algoritmos. Una mayor tensión es un signo de mayores caudales. 9.2. Basados en oscilación
El aire que fluye alrededor de un objeto romo puede generar vórtices a una frecuencia particular a medida que se produce la separación de capa límite. Este desprendimiento de vórtices puede inducir vibraciones en el propio objeto y si este objeto está compuesto por un material piezoeléctrico, puede producirse un voltaje a una frecuencia que coincida con la del cuerpo oscilante. Esta señal puede analizarse y deducir caudales usando diversos algoritmos. Alternativamente, para amplificar la señal, pueden usarse diversos objetos que provocan desprendimiento de vórtices a diferentes frecuencias con el mismo caudal. Cuando la frecuencia de desprendimiento coincide con la frecuencia de resonancia del objeto, se inducirán oscilaciones de gran amplitud que pueden ser más fáciles de detectar y analizar.
10. Interruptor de contacto multietapa
10.1. Pueden cerrarse diferentes interruptores en pasos discretos. Podrían imprimirse múltiples trayectorias conductoras impresas sobre una superficie flexible y se cerrarán diferentes interruptores en diferentes posiciones del elemento flexible. En función de qué trayectorias están cerradas o abiertas, puede estimarse la posición del elemento y, por tanto, también el caudal.
11. Álabe de potenciómetro
11.1. Usando las fuerzas generadas por el flujo tal como se describe en la realización 9.1., puede diseñarse un álabe tal manera que ajuste un potenciómetro cuando hay flujo presente. Un resorte de desvío hará que la posición del álabe dependa del flujo presente. La resistencia del potenciómetro puede monitorizarse de manera continua y deducirse el flujo basándose en esta medición.
DETECCIÓN DE ACCIONAMIENTO DEL MDI
La detección del accionamiento del MDI es un dato importante que puede usarse para la garantía de dosis y para proporcionar realimentación al usuario sobre la optimización de su técnica respiratoria. Pueden usarse varias características del MDI y detectarse mediante un detector de accionamiento, tal como se describe en diversas realizaciones a continuación, para detectar el accionamiento del MDI, incluyendo el aspecto visual de la pluma de aerosol, su sonido, la disminución de temperatura asociada con la evaporación rápida del propulsor HEA, su fuerza para la descarga, la constante dieléctrica del aerosol, el desplazamiento para la descarga, su presión en el accionamiento o comunicaciones con funciones inteligentes en el propio MDI.
1. Métodos basados en luz
1.1. Transmisión de luz (también conocida como cortina de luz)
Haciendo referencia a las figuras 7 y 8, en una realización, una fuente de luz (por ejemplo, LED azul) 39 y un detector de luz (fotodetector) 32 están separados y orientados de tal manera que la fuente se dirija hacia el detector con un entrehierro entremedias, o de tal manera que la luz de la fuente puede detectarse por el detector de accionamiento. Puede usarse cualquier longitud de onda en el espectro visible y/o espectro de infrarrojos para detectar el accionamiento del MDI. Este entrehierro es lo suficientemente grande como para que cuando se acciona un MDI, la pluma de aerosol se vea mínimamente obstaculizada por la presencia de la fuente y el detector. A medida que la pluma de aerosol se desplaza entre la fuente y el detector, se reducirá la cantidad de luz que se origina desde la fuente que llega al detector a medida que el aerosol se dispersa y refleja la luz. El resultado es un cambio abrupto en la salida del detector cuya señal puede analizarse mediante diversos algoritmos de software. En particular, las partículas de fármaco en aerosol se dispersan, reflejan y/o absorben luz azul en diversos grados dentro del espacio interior de la cámara. El cambio de luz lo detecta el fotodetector, que comunica una señal al procesador. Cuando no hay aerosol presente en el espacio interior, el fotodetector registra una lectura de nivel inicial de la luz recibida. Cuando hay accionamiento, debido a la dispersión/reflexión/absorción de luz, el fotodetector recibe menos o más luz. Basándose en estos parámetros, la VHC inteligente puede determinar con precisión el accionamiento del MDI. Este evento puede usarse además para registrar un sello temporal, información que puede ser útil para el seguimiento y la monitorización del cumplimiento. Tal como se muestra en la figura 8, la salida del fotodetector a lo largo del tiempo muestra un indicador fiable de accionamientos tal como se evidencia por los aumentos bruscos periódicos en la línea de tiempo.
La longitud de onda de la fuente de luz puede ser cualquier longitud de onda y, de manera ideal, del ancho de banda de infrarrojos para que la luz no sea visible y distraiga al usuario. La sensibilidad del detector de luz debe ser tal que sea más sensible a la luz que emana de la fuente de luz. Las fuentes de luz ideales tienen longitudes de onda en los espectros de luz de infrarrojos (longitudes de onda de 700 nm a 1 mm) o visible (longitudes de onda de 400 nm a 700 nm) y están en forma de diodos emisores de luz (LED) eficientes.
Los detectores de luz ideales tienen la mayor sensibilidad a la longitud de onda de la fuente de luz y pueden incluir fotodiodos, fototransistores o resistencias sensibles a la luz (Light-Sensitive-Resistors, LSR).
1.2. Reflexión de luz
Una fuente de luz y un detector de luz están orientados de tal manera que el detector sólo reciba luz de la fuente cuando esté presente un cuerpo o medio reflectante. Cuando la pluma de aerosol está presente, se refleja luz procedente de la fuente y al menos una parte de esta luz reflejada la absorbe el detector. Este aumento brusco de la absorción de luz en el detector da como resultado un cambio de voltaje que puede analizarse mediante diversos algoritmos de software. La fuente de luz y el detector deben tener las mismas propiedades que se describen en la realización de transmisión de luz.
1.3. Reflexión de color
Una fuente de luz blanca y un sensor de color están orientados de tal manera que el sensor de color sólo reciba luz después de que se refleje la luz blanca de un cuerpo o medio. Cuando la pluma de aerosol está presente, refleja algunas longitudes de onda de luz mientras absorbe otras. La combinación de todas las longitudes de onda reflejadas dictará el color de la pluma de aerosol que puede detectar el sensor de color. El sensor puede detectar cambios abruptos en los niveles de luz, así como cambios abruptos en el color que pueden analizarse con diversos algoritmos de software para detectar el accionamiento del MDI.
1.4. Procesamiento de imágenes y cámaras
Se usan cámaras y herramientas de procesamiento de imágenes se usan en una amplia gama de aplicaciones, la identificación de una pluma de aerosol puede ser una aplicación. Pueden usarse diversos algoritmos de software. 2. Métodos basados en sonido
Haciendo referencia a las figuras 24-28, una VHC, o la pieza posterior 8 acoplada a la misma, está configurada con un micrófono 82 (detector de accionamiento), interfaz de audio, indicador de realimentación visual 40, microcontrolador (que puede ser un procesador 502), almacenamiento de memoria 504, interruptor de fin de carrera, conectividad por Bluetooth/Wi-Fi y batería 503, todos los cuales pueden estar alojados en la pieza posterior 8. El interruptor de fin de carrera 62 detecta la presencia de un MDI, que activa el sistema electrónico para que se encienda. El micrófono y la interfaz de audio están registrando sonidos dentro de la cavidad interior. Cuando se acciona el MDI, el micrófono 82 capta la onda sonora completa del accionamiento y se almacena en la memoria para su análisis.
Para todas las realizaciones sonoras, puede usarse un segundo micrófono para captar el ruido ambiental. La señal procedente de este micrófono puede usarse para reducir el ruido en la señal que se analiza.
2.1. Micrófono: umbral de volumen simple
Se sitúa un micrófono cerca de la boquilla del MDI y está al menos parcialmente aislado del sonido del entorno exterior. Durante el accionamiento del MDI, se produce un sonido relativamente fuerte cuando se fuerza que salga el fármaco del orificio de MDI y este aumento brusco de volumen puede detectarse usando diversos algoritmos de software.
2.2. Micrófono: umbral de volumen con filtrado previo
Un método de umbral de volumen simple está sujeto a falsas activaciones como resultado de cualquier sonido fuerte del entono que no se amortigüe adecuadamente por el aislamiento acústico. Para reducir adicionalmente el riesgo de una falsa activación, puede combinarse un umbral de volumen con filtrado previo de la señal del micrófono entrante.
El sonido producido durante el accionamiento de un MDI se compone de diversas frecuencias sonoras. Usando filtros de paso bajo, paso alto o paso de banda, la señal del micrófono puede sintonizarse de tal manera que sólo se escuchen también las frecuencias asociadas con un accionamiento del MDI. Esto limita la posibilidad de falsas activaciones a sonidos fuertes que se encuentran dentro del ancho de banda de sonido del accionamiento del MDI. Se sitúa un micrófono cerca de la boquilla del MDI y está al menos parcialmente aislado de los sonidos del entorno exterior. La señal de salida del micrófono pasa a través de una serie de resistencias, condensadores y/o inductores seleccionados cuidadosamente dispuestos de tal manera que construyan filtros de paso alto y/o bajo. Después de pasar a través de estos filtros, se analiza la señal mediante el microcontrolador (figura 28) u otro procesador 502 en busca de aumentos bruscos de volumen que pueden detectarse usando diversos algoritmos. El filtrado de frecuencia también puede realizarse de manera digital.
2.3. Micrófono: comparación de la señal objetivo (filtrada y no filtrada)
Ambos métodos (secciones 2.1. y 2.2.) están sujetos a falsas activaciones como resultado de sonidos ambientales fuertes. En lugar de, o junto con, umbrales de volumen simples, la comparación cuantitativa entre los sonidos entrantes con un objetivo predefinido puede casi eliminar el riesgo de falsas activaciones. La autocorrelación y la minimización de los valores cuadráticos medios son algunos algoritmos basados en el dominio del tiempo que pueden usarse para la comparación de señales y ambos pueden combinarse con filtros analógicos o digitales tal como se describe en la sección 2.2, o sin ningún tipo de filtrado. También pueden usarse algoritmos en el dominio de la frecuencia para comparar una fuente con un objetivo.
3. Métodos de cambio de temperatura
3.1. Sensor de temperatura y evaporación por contacto directo
Los MDI suelen contener un propulsor, por ejemplo, hidrofluoroalcano (HFA), que tiene un bajo punto de ebullición. Durante el accionamiento del m Di, parte de este propulsor puede escapar del MDI en su fase líquida. Cuando este propulsor líquido se expone al entorno exterior, se evapora rápidamente como resultado de su bajo punto de ebullición y la mínima presión de vapor del propulsor en la atmósfera circundante. A través del enfriamiento por evaporación, surge una rápida disminución de temperatura en todo el material con el que está en contacto el propulsor líquido.
Haciendo referencia a las figuras 38 y 39, una realización de una VHC y/o un MDI está configurada con uno o más sensores de temperatura 140 (detector de accionamiento), por ejemplo acoplados o incluidos en la pared de la cámara de retención, o dispuestos en el espacio interior de la misma, por ejemplo en la válvula de inhalación o el deflector en el extremo de salida de la carcasa de cámara. Los sensores de temperatura pueden ser una resistencia sensible a la temperatura, un termopar, un termistor o un sensor de temperatura de infrarrojos para detectar rápidas disminuciones de temperatura y el calentamiento posterior. Alternativamente, una rápida disminución de temperatura por sí sola podría ser suficiente. Esta rápida disminución de temperatura y/o recalentamiento pueden detectarse usando diversos algoritmos de software. En esta realización, el sensor de temperatura se sitúa en la trayectoria de la pluma de aerosol de tal manera que una determinada cantidad del propulsor líquido se deposite sobre su superficie. Se tiene cuidado en evitar cualquier pérdida sustancial de fármaco del sensor que está en la trayectoria del aerosol. Un sensor con mínima masa térmica es ideal para fomentar la rápida detección de cambios de temperatura. Tal como se muestra en la figura 39, diversas temperaturas mínimas de la pluma pueden estar asociadas con diversas formulaciones de MDI. Luego pueden introducirse los datos de temperatura en el microcontrolador u otro procesador 502 (no mostrado) para indicar y registrar el accionamiento del MDI.
3.2. Sensor de temperatura y temperatura del aire
La encarnación de la sección 3.1. requiere que el sensor de temperatura esté en la trayectoria del aerosol durante el accionamiento del MDI. Alternativamente, pueden monitorizarse rápidas disminuciones de la temperatura del aire ya que la evaporación del propulsor provocará también una disminución de la temperatura del aire circundante. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 38, el sensor 140 puede estar ubicado fuera del espacio interior de la cámara de retención, por ejemplo en el MDI. Esto permitiría un método no invasivo de accionamiento del MDI usando la temperatura. La posición del sensor de temperatura debe ser proximal al MDI ya que la magnitud de la disminución de temperatura se reduce a medida que aumenta la distancia desde el MDI. Esto es el resultado de que la mayor parte del propulsor se evapora antes de desplazarse grandes distancias. También pueden evaluarse unas razones de temperaturas a diferentes distancias desde el MDI o un perfil de temperaturas frente a la distancia usando múltiples sensores de temperatura situados a lo largo de la cámara para tener más confianza en la detección del accionamiento del MDI.
3.3. Sensor de temperatura en el MDI
Tal como se muestra en la figura 38, inmediatamente después del accionamiento, el propulsor no está en equilibrio de fases. Esto hace que parte del propulsor líquido se evapore hasta que se produzca la saturación y se restablezca el equilibrio. La evaporación hace que la temperatura del contenedor descienda, lo que puede detectarse usando un sensor de temperatura de contacto o cualquier otro sensor mencionado en la realización 3.1. Esto podría integrarse en el adaptador de MDI o un complemento de venta libre en el contenedor de MDI con capacidad de comunicaciones inalámbricas para comunicarse con el adaptador de MDI. Entonces, los datos de temperatura pueden introducirse en el microcontrolador u otro procesador 502 (no mostrado) para indicar y registrar el accionamiento del MDI.
4. Fuerza para la descarga
4.1. Detección de picos de fuerza local
Haciendo referencia a las figuras 40-42, puede usarse una resistencia sensible a la fuerza (Force Sensitive Resistor, FSR), o detector de accionamiento, situado en la parte superior o en la base del manguito de MDI para determinar una medición de fuerza y para detectar el accionamiento del MDI. Cuando se examina una curva de fuerza frente a desplazamiento para un contenedor en un manguito, tal como se muestra en la figura 42, puede haber un pico u otro cambio de señal en el punto de accionamiento que puede detectarse usando la FSR y diversos algoritmos. Pueden usarse diversos tipos de sensores de fuerza además de la FSR, incluyendo medidores de tensión, sensores de desplazamiento de resorte, de flexión piezoeléctricos y otros. Tal como se muestra en la figura 40, un sensor de fuerza 160 está ubicado en una brida de soporte de la pieza posterior 8. En la figura 41, el sensor de fuerza 160 está ubicado en una tapa 164 acoplada a la pieza posterior con una correa 162 y fijada a la parte superior del envase 28, donde se engancha por el usuario durante el accionamiento del MDI. El sensor de fuerza 160 comunica una señal al ordenador 500 y al procesador 502.
4.2. Umbral de fuerza
También puede usarse un umbral de fuerza simple en lugar de un buscador de picos, aunque habría menos certidumbre con este método.
5. Cambio de capacidad eléctrica
5.1. Un factor que afecta a la capacidad eléctrica de un condensador 106 es la constante dieléctrica del material entre las dos superficies cargadas. Suponiendo que la constante dieléctrica de los aerosoles médicos es diferente de la del aire, puede usarse un cambio en la capacidad eléctrica de un condensador integrado para detectar el accionamiento del MDI. Haciendo referencia a las figuras 43 y 44, el condensador tendría un entrehierro abierto en que se infiltra fácilmente el aerosol del MDI. El condensador puede estar ubicado en el extremo de salida, tal como se muestra en la figura 43, o el extremo de entrada, tal como se muestra en la figura 44. Entonces, se monitorizaría la capacidad eléctrica para detectar cambios usando un circuito oscilante o de carga/descarga cuyo cambio brusco de frecuencia señalaría el accionamiento del MDI. Esto podría detectarse usando diversos algoritmos de software. El condensador se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502.
6. Desplazamiento para la descarga
6.1. Tapa magnética e interruptor de láminas
Haciendo referencia a las figuras 45A y B, una tapa de contenedor 170 se ajusta de manera segura sobre el contenedor de MDI, en una posición similar a un contador de dosis, y se desplaza con el contenedor durante el accionamiento. La tapa tiene propiedades magnéticas por medio de la inclusión de un imán permanente dentro de su estructura, al tener tinta magnética impresa o producirse a partir de un material magnético. Dentro del adaptador de MDI, hay un sensor de efecto Hall o un interruptor de láminas 172. Cuando el contenedor de MDI se presiona hasta su posición de accionamiento, se cierra el interruptor de láminas y esto lo detecta el software. Usando un sensor de efecto Hall, la señal puede analizarse para detectar una meseta que significaría tocar el fondo del contenedor de MDI, o un cambio en X, y el punto de accionamiento. El sensor se comunica con el ordenador 500 y el procesador 502.
6.2. Tapa conductora e inductor
De manera similar a la realización 6.1., se vende una tapa con la VHC. En esta realización, la tapa tiene propiedades conductoras y no es necesariamente magnética. Se produce un campo electromagnético oscilante mediante un inductor dentro de la cámara que induce una corriente en la tapa del contenedor de MDI. A medida que la tapa se acerca al inductor durante el accionamiento, cambia la inductancia del sistema, lo que puede detectarse y analizarse. Una vez que se alcanza una meseta en la señal que significa que el contenedor está tocando fondo, el software puede registrar un accionamiento.
7. Detección de presión
Cuando se acciona el MDI, su contenido presurizado se fuerza fuera de la boquilla y entra en la VHC. La onda de presión que acompaña a esto puede detectarse con un transductor de presión 78 colocado dentro de la cámara o cerca de la boquilla del MDI tal como se muestra en la figura 18. En particular, uno o más sensores de presión 78 están dispuestos sobre o a lo largo de una superficie interior de la pared en el espacio interior de la cámara. Haciendo referencia a la figura 20, la salida del sensor de presión frente al tiempo ilustra cuándo se produce el accionamiento, tal como se evidencia por el aumento brusco.
Haciendo referencia a las figuras 46 y 47, puede disponerse un sensor de presión 78 en los extremos de entrada o salida de la cámara de retención en el espacio interior. El sensor detecta y registra el diferencial de presión.
Haciendo referencia a la figura 48, uno o más canales 84 de flujo están situados adyacentes al bloque de soporte 86, con su orificio de descarga 88. El aire ambiental es arrastrado a través de los canales de flujo, que proporcionan una trayectoria de flujo de resistencia conocida. Un sensor de presión 78 registra la diferencia de presión.
Haciendo referencia a las figuras 49 y 50, se crea un orificio restrictivo en un canal de derivación. La disminución de presión a través del orificio restrictivo puede detectarse y registrarse mediante un sensor de presión, y luego correlacionarse con el caudal. Los diversos sensores de presión se comunican con el ordenador 500 y el procesador 502.
8. Comunicación con un MDI inteligente
8.1 Haciendo referencia a la figura 78, un MDI puede estar configurado con un módulo de contador de dosis 90, que se ha accionado con el propósito de monitorizar el cumplimiento y capta el tiempo de accionamiento de dosis, el recuento y el total. Al mismo tiempo, la VHC puede estar configurada con un módulo de detección de flujo 92, que capta el tiempo, la duración y el recuento de la inhalación, estando los módulos en comunicación, por ejemplo, con tecnología Bluetooth. Las comunicaciones con estos dispositivos desde la VHC inteligente o su aplicación pueden usarse para detectar y confirmar el accionamiento y la técnica de MDI.
Haciendo referencia a la figura 13, el accionamiento del MDI se detecta recibiendo una única de un transmisor 221 colocado encima del contenedor de MDI. Tras accionarse, el transmisor emite una señal que recibe la VHC inteligente. Por ejemplo, un disco piezoeléctrico montado en la parte superior del contenedor, ya sea incorporado en un contador de dosis acoplado a un contenedor o como un elemento independiente, genera suficiente voltaje cuando se pulsa para alimentar el transmisor. Son posibles varios tipos de transmisores/receptores, incluidos LED de IR/fotodiodo, Tx/Rx (tratamiento/receta) de radiofrecuencia (RF) o generador de tonos/micrófono. Dependiendo del tipo de Tx/Rx, este sistema también puede usarse para identificar el tipo de MDI, usándose diferentes frecuencias de RF para los inhaladores de rescate/controlador.
INSERCIÓN DEL MDI
Proporcionar realimentación y confirmación al usuario de que el MDI se ha insertado correctamente puede ser una característica deseable de la VHC inteligente. Además, dependiendo del método usado, esta característica puede regular cuando el microcontrolador u otro procesador 502 está en un estado de suspensión, extendiendo adicionalmente la vida útil de la batería del dispositivo. Como ejemplo, cuando se inserta el m Di, el microcontrolador se activa y extrae más corriente de la fuente de alimentación para alimentar sus sensores, pantallas de visualización y comunicaciones. Una vez retirado, el microcontrolador vuelve a un estado de baja energía.
1. Interruptor
1.1. Interruptor de fin de carrera/contacto
En esta realización, tal como se muestra en las figuras 19, se coloca un interruptor de fin de carrera 62 (mecánico), o interruptor de contacto, dentro de la pieza posterior 8 de tal manera que al insertar el MDI, se cierra el interruptor. El interruptor de fin de carrera completa el circuito cuando se inserta el MDI. El cierre de este interruptor activa una interrupción en el microcontrolador u otro procesador 502 y le permite funcionar en su estado completamente operativo, punto en el que se notifica al usuario a través de señales visuales o de audio que el MDI se ha insertado completamente. Cuando se retira el MDI, se abre el interruptor, lo que indica al microcontrolador que vuelva a su estado de bajo requerimiento de energía. En una realización, si el dispositivo está inactivo durante un periodo de tiempo predeterminado, por ejemplo, de aproximadamente 30 a 120 segundos, el microcontrolador puede entrar en un modo de suspensión. El usuario puede establecer/programar el periodo de tiempo predeterminado.
Además de un interruptor de contacto, y haciendo referencia a la figura 11, puede usarse un botón para encender/apagar el sistema. Puede implementarse un mecanismo de realimentación de audio o visual, por ejemplo, un indicador visual o auditivo tal como luces y/o una alarma, usando diversos LED, altavoces y pantallas de visualización/indicadores hápticos y/o visuales.
1.2. Interruptor de láminas
De manera similar a la realización 1.1, y haciendo referencia a la figura 74, se imanta una parte 200 del MDI o bien con tinta magnética, electroimanes o bien con imanes permanentes. Cuando se inserta el MDI, se cierra un interruptor de láminas 202. El cierre y la apertura de este interruptor tienen consecuencias idénticas para el funcionamiento del microcontrolador y la realimentación del usuario tal como se describe en la sección 1.1.
1.3. Trayectoria conductora
En esta realización, tal como se muestra en la figura 75, una parte del MDI, por ejemplo la boquilla, tiene una trayectoria eléctricamente conductora 204 que, cuando se inserta en el adaptador de MDI, completa un circuito 206 dentro de la electrónica del adaptador de MDI. Este circuito se usa para proporcionar realimentación al usuario y habilitar la funcionalidad completa del microcontrolador tal como se describe en la sección 1.1.
2. Cortina de luz
2.1. Puede usarse una cortina de luz, tal como se describió anteriormente, para determinar la inserción del MDI en el adaptador de MDI. En esta realización, se sitúan un LED y un fotodiodo opuestos entre sí a través de la abertura del adaptador de MDI. Cuando no se inserta ningún MDI, la luz del LED puede llegar al fotodiodo. Una vez que se inserta el MDI, esta transmisión de luz se interrumpe, lo que puede detectar el microcontrolador y usarse para proporcionar realimentación de audio o visual al usuario garantizando una inserción apropiada del MDI.
3. Detección de la forma de la boquilla
3.1. Medidor de tensión
Se introduce tensión en el adaptador de MDI o en la pieza posterior tal como se muestra en la figura 70 a medida que el material se deforma para adaptarse a la forma de la boquilla del MDI. La cantidad de tensión puede medirse usando medidores de tensión 206. La monitorización de la tensión del adaptador de MDI puede proporcionar una manera de detectar si se ha insertado una MDI en el adaptador de MDI. Una vez que la tensión alcanza un determinador valor umbral, el sistema puede proporcionar realimentación al usuario para confirmar la inserción del MDI.
3.2. Resistencias sensibles a la fuerza (FSR)
Las resistencias sensibles a la fuerza 208 pueden colocarse sobre o dentro del adaptador de MDI o la pieza posterior 8 tal como se muestra en la figura 72. Tras la inserción del MDI, la boquilla del MDI ejerce una fuerza contra la FSR que produce un cambio de voltaje que se evalúa mediante el microcontrolador. Dependiendo de la señal procedente de la FSR, puede concluirse la inserción del MDI y retransmitirse esta información al usuario. 3.3. Potenciómetros de acción lineal
Pueden colocarse potenciómetros de acción lineal 210 sobre o dentro del adaptador de MDI o la pieza posterior tal como se muestra en las figuras 69 y 71. Tras la inserción del MDI, se desplaza el potenciómetro, lo que produce un cambio de voltaje que se evalúa mediante el microcontrolador. Dependiendo de la señal procedente del potenciómetro, puede concluirse la inserción del MDI y retransmitirse esta información al usuario.
3. Procesamiento de imágenes
4.1. Puede usarse una cámara o una serie de cámaras para determinar cómo de lejos se ha insertado un MDI en el adaptador de MDI. Pueden usarse diversos algoritmos de procesamiento de imágenes para determinar esto y, una vez confirmado, esta información puede transmitirse de vuelta al usuario.
Alimentación y distribución de energía
Identificación de problemas
Todas las realizaciones requieren el uso de energía eléctrica para su funcionalidad. Pueden usarse diversas fuentes de alimentación solas o en combinación con otras fuentes. Los sensores y los métodos de realimentación pueden recibir alimentación incluso si están en componentes de cámara independientes.
Fuentes de alimentación
1. Baterías (pueden usarse baterías simples o múltiples para cada una)
1.1. Permanentes, desechables
La fuente de alimentación puede ser tal que una vez que se haya agotado la batería, se deseche todo el dispositivo electrónico. La batería estará encerrada permanentemente dentro del cuerpo de la electrónica de tal manera que el acceso esté restringido sin dañar el dispositivo.
1.2. Reemplazables
La fuente de alimentación puede ser tal que una vez que se haya agotado la batería, el usuario pueda acceder al cartucho de batería y reemplazar las pilas agotadas por llenas. Esto es similar a las pilas de reloj o de juguetes de muchos niños.
1.3. Recargables
La batería puede ser recargable de modo que una vez que se haya agotado, el usuario puede simplemente recargarla a través de un conector de alimentación de CC, USB u otro método. Además, la batería puede cargarse lentamente a lo largo de toda su vida, lo que puede prolongar su tiempo de agotamiento. La carga lenta se refiere a cargar una batería de manera continua o periódica con una corriente muy pequeña. Por sí solo, este tipo de carga llevaría mucho tiempo para recargar completamente una batería agotada, pero es útil para extender la vida útil de la batería, especialmente cuando la carga se realiza de manera continua.
2. Celdas fotovoltaicas
2.1. Las células fotovoltaicas generan un voltaje en respuesta a la luz. Esto puede usarse para alimentar el dispositivo directamente dependiendo de los requisitos de energía de los sensores y características o para recargar una batería o un supercondensador.
3. Rectena
3.1. Las rectenas usan energía de radiofrecuencia ambiental procedente de transmisiones de radio, comunicaciones móviles, redes Wi-Fi, etc. para inducir pequeñas corrientes dentro de una antena que se rectifican y administran de tal manera que puedan usarse para cargar de manera lenta una fuente de alimentación recargable.
4. Agitar para cargar
4.1. La incorporación de un imán móvil libremente dentro de las bobinas conductoras permitirá que el sistema genere corriente en la bobina conductora cuando el dispositivo se agita o el imán se vea obligado a moverse por otros medios. El movimiento del imán induce una corriente en las bobinas que puede usarse para cargar una batería u otra fuente de alimentación.
Distribución
Es preferible tener todos los componentes electrónicos muy próximos entre sí para facilitar la gestión de la distribución de energía. Sin embargo, dados los requisitos del dispositivo, esto puede no ser posible. En los casos en los que algunos componentes electrónicos se alojan en el adaptador de MDI y otros se alojan hacia la boquilla o el adaptador de mascarilla, existen algunas estrategias de distribución de energía.
1. Trayectorias conductoras a lo largo del cuerpo
1.1. Este método usa sólo una fuente de alimentación (por ejemplo, una batería) ubicada o bien en el adaptador de mascarilla/boquilla o bien en el adaptador de MDI, cuya energía se transfiere al otro componente a través del cuerpo. En cada caso, los contactos en ambos extremos del cuerpo garantizan que la energía se transmita de manera fiable a los otros componentes. Los contactos están formados de tal manera que todavía permiten el montaje y desmontaje del dispositivo para la limpieza, proporcionando al mismo tiempo conexiones robustas y repetibles en cada montaje. Estas trayectorias conductoras también se usan para comunicaciones de datos entre el hardware en la parte frontal y el microcontrolador en la parte posterior.
1.1.1. Resina conductora
Puede usarse resina conductora para moldear trayectorias conductoras directamente en el componente de cuerpo. Esto se haría mediante un método de fabricación de moldeo por inserción o de doble inyección.
1.1.2. Tinta conductora
Puede usarse tinta conductora para formar la trayectoria conductora y puede imprimirse o bien mediante tampografía o bien mediante serigrafía sobre el cuerpo.
1.1.3. Adhesivo y electrónica flexible
Pueden usarse hilos flexibles de bajo perfil y estos se podrían fijar al cuerpo mediante el uso de un adhesivo.
2. Dos baterías con comunicaciones inalámbricas
2.1. El hardware en el extremo del adaptador de mascarilla/boquiNa de la VHC puede alimentarse mediante una fuente de alimentación completamente independiente (por ejemplo, una batería) de la fuente de alimentación en el extremo del adaptador de MDI de la VHC. Cada extremo de la cámara probablemente requerirá su propio microcontrolador u otro procesador 502 para manejar las entradas y salidas en esos extremos respectivos. En este escenario, es muy probable que los dos microcontroladores necesiten comunicarse para compartir datos. Esto puede realizarse a través de Bluetooth u otros medios.
IDENTIFICACIÓN DE MDI
La identificación de MDI proporciona garantías al paciente, al facultativo prescriptor y al pagador de que también está cumpliéndose con el régimen de medicamentos aprobado. Además, puede usarse para alertar al paciente si se ha insertado el fármaco incorrecto en la cámara, lo que puede ayudar a prevenir la sobredosificación y la dosificación insuficiente de determinados medicamentos. Los métodos de identificación a continuación pueden usarse por sí solos, pero también pueden usarse en combinación para identificar con seguridad el MDI.
Por ejemplo, y haciendo referencia a la figura 13, un fotodiodo 222 y un sensor detector de color 224, o un identificador de MDI, pueden estar dispuestos en la superficie exterior de la pared de la carcasa de cámara, o en la pieza posterior, y dirigirse hacia el m Di, incluyendo el manguito del accionador y el contenedor. Puede fijarse una etiqueta única a cada MDI, o puede fijarse una etiqueta de rescate única a un MDI de rescate y fijarse una etiqueta de controlador única a un MDI de controlador. El sensor 224, por ejemplo, el sensor de detector de color, detecta la presencia de la etiqueta para identificar cada MDI específico o para identificar cada MDI por categoría, por ejemplo, de rescate o controlador. La etiqueta puede estar configurada con diferentes colores, códigos de barras, propiedades magnéticas, propiedades de superficie tales como reflexión/absorción, etc.
1. Detección de color de manguito de MDI
1.1. Color de la boquilla
Haciendo referencia a la figura 68, los MDI vienen en una variedad de colores diferentes y algunos tienen dos tonos de color que diferencian el mango de la boquilla. La detección de color puede usarse para ayudar a identificar el MDI que se inserta en el adaptador de MDI obteniendo una lectura de código de color específico (por ejemplo RGB, CMYK, L*a*b*) de la parte de la boquilla del MDI. A medida que se inserta el MDI en el adaptador, el hardware de detección de color, o el sensor 224 (identificador de MDI), se activa para recopilar la información de color de la boquilla del MDI. Luego, este código de color se analiza a través del software y se compara con una base de datos de MDI y sus códigos de color respectivos. Pueden usarse diversos algoritmos para la comparación y se usa la coincidencia más cercana para la identidad MDI. Alternativamente, el código de color del manguito de MDI puede usarse como entrada en un algoritmo multifactorial que usa varias entradas para identificar el MDI.
1.2. Color del mango
Tal como se muestra en la figura 68, de manera similar a la detección del color de la boquilla pero en lugar de tener el sensor de color 224 posicionado para obtener el código de color de la boquilla, está posicionado para analizar el color de la parte de mango del manguito de MDI.
1.3. Colores de la boquilla y el mango
Combinación de las secciones 1.1. y 1.2. para ayudar a diferenciar los manguitos de MDI de dos tonos.
2. Detección de color de la pluma de aerosol
2.1. Existen numerosas formulaciones en todos los MDI y esto puede reflejarse en diferentes códigos de color de la pluma de aerosol. El hardware de detección de color se sitúa cerca de la boquilla del manguito de MDI dentro del adaptador de MDI y durante el accionamiento del MDI, se recopila el código de color de la pluma de aerosol y se compara con una base de datos de diversos MDI. Pueden usarse diversos algoritmos de comparación usándose la coincidencia más cercana para la identificación de MDI. Alternativamente, el código de color del aerosol puede usarse como entrada para un algoritmo multifactorial que usa diversas entradas para identificar el MDI.
3. Detección de forma de la boquilla
3.1. Resistencias sensibles a la fuerza (FSR)
Haciendo referencia a la figura 72, se sitúan FSR 208 en el adaptador de MDI de tal manera que durante la inserción del MDI, las resistencias se comprimen en una cantidad proporcional al tamaño de la boquilla del MDI en esa dirección particular haciendo que su señal cambie en consecuencia. Sus valores de resistencia se comparan con los de MDI en una base de datos. Pueden usarse diversos algoritmos de comparación usándose la coincidencia más cercana para la identificación de MDI. Alternativamente, los valores de resistencia pueden usarse como entrada en un algoritmo multifactorial que usa diversas entradas para identificar el MDI.
3.2. Medidores de tensión
El orificio del adaptador de MDI tiene un tamaño insuficiente de manera intencionada, de tal manera que debe estirarse cuando se inserta el MDI, tal como se muestra en la figura 70. La tensión total y las ubicaciones de la tensión alta y baja detectadas por los medidores de tensión 208 pueden analizarse y compararse con una base de datos de diferentes MDI y sus valores de tensión para ayudar a identificar el MDI.
3.3. Haciendo referencia a las figuras 69 y 71, y se ajustan potenciómetros 210 de acción lineal, de manera similar al método de FSR, se ajustan potenciómetros que se ajustan mediante movimiento lineal según el tamaño de la boquilla de MDI en una dirección particular. Los valores de resistencia recopilados por el sistema tras la inserción del MDI se comparan con valores almacenados en una base de datos para diversos MDI. Estos potenciómetros tienen un resorte de desvío de modo que vuelvan a sus posiciones originales cuando se retira el MDI.
4. Longitud de la boquilla
4.1. Potenciómetro táctil o deslizante
La longitud de la parte de boquilla del MDI puede usarse como factor distintivo.
Tras la inserción completa en el adaptador de MDI, la longitud de la boquilla puede medirse por medio de un potenciómetro táctil o deslizante y compararse con las diversas longitudes almacenadas en la base de datos del sistema tal como se muestra en la figura 69.
5. Perfil de resistencia al flujo
5.1. Perfil de resistencia al flujo
Haciendo referencia a las figuras 54 y 55, puede monitorizarse el flujo a través de la cámara tal como se describe en el presente documento por medio de diversos sensores. El flujo puede usarse para ayudar a identificar el MDI. Usando esta información de flujo junto con datos de un sensor de presión diferencial 78 que compara la presión en la boquilla de MDI con la presión atmosférica, puede recopilarse el perfil de presión frente a flujo para el MDI. Comparando este perfil con los de una base de datos de MDI, puede hallarse una coincidencia que podría identificar el MDI. Alternativamente, el perfil de resistencia puede usarse como entrada en un algoritmo multifactorial.
6. Sonido del MDI a caudal determinado
Haciendo referencia a las figuras 24-28, una interfaz de audio incluye un circuito ecualizador (por ejemplo, de 7 bandas), que divide el espectro de audio en siete bandas, incluyendo por ejemplo, pero sin limitarse a, 63 Hz, 160 Hz, 400 Hz, 1 kHz, 2,5 kHz, 6,25 kHz y 16 kHz. Las siete frecuencias se detectan a través de picos y se multiplexan a la salida para proporcionar una representación de la amplitud de cada banda. El microcontrolador procesa las bandas para promediar las bandas en una única señal de amplitud (dB) frente a tiempo (figura 25). El sonido único producido por MDI de diferentes marcas puede compararse entonces con un sonido almacenado conocido dentro de la memoria o la base de datos en la nube. Usando una correlación normalizada, el sonido de entrada puede compararse con el sonido de referencia con un alto grado de certidumbre. El sonido de accionamiento se capta y almacena tras el accionamiento del MDI, y la comparación y determinación pueden procesarse después de un tratamiento, para liberar potencia de procesamiento para otras tareas de la VHC durante el tratamiento, o durante el tratamiento, dependiendo de la potencia de procesamiento disponible. Si el procesamiento es lo suficientemente rápido, el accionamiento del MDI puede analizarse en tiempo real y proporcionar realimentación sobre si la boquilla del MDI, o el bloque de soporte, está tapada o parcialmente tapada debido a un sonido bajo o insuficiente producido. La realimentación también puede incluir información sobre si el MDI debe agitarse y/o prepararse, o comprobarse si hay recuentos de dosis restantes adecuados.
6.1. Puede generarse una base de datos que contenga el espectro de frecuencias o las frecuencias fundamentales de todos los MDI a caudales específicos. En uso, cuando se alcanza este caudal, el sonido se muestrea a través de un micrófono y se compara con los perfiles de sonido almacenados en la base de datos del sistema. Pueden usarse diversos algoritmos para esta comparación.
7. Sonido del MDI en el accionamiento
7.1. Puede generarse una base de datos que contenga el espectro de frecuencias o las frecuencias fundamentales de todos los sonidos de accionamiento del MDI. Cuando se produce el accionamiento, el sonido registrado se compara cuantitativamente con los almacenados en la base de datos del sistema y se determina la coincidencia más cercana.
8. Sonido del MDI cuando se somete a percusión
8.1. Puede generarse una base de datos que contenga el espectro de frecuencias o las frecuencias fundamentales de todos los sonidos del MDI cuando se golpean o someten a percusión. Tras la inserción en el adaptador de MDI, se activa un martillo mecánico de tal manera que impacta con el MDI en la región de la boquilla. El sonido que se genera depende de la forma, el volumen, la rigidez del manguito de MDI y su ajuste con el adaptador de MDI. Este sonido puede compararse entonces cuantitativamente con los de la base de datos del sistema.
9. Procesamiento de imágenes
9.1. Leer la etiqueta
Se usa un software de reconocimiento de texto para “leer” el texto en el manguito de MDI y/o en el contenedor de MDI. Por ejemplo, y haciendo referencia a la figura 4, la cámara 35, u otro sensor de imagen (identificador de MDI), se monta en la carcasa de cámara, por ejemplo de manera adyacente a los extremos de entrada o salida de la misma, o en cualquier ubicación entre ellos. El sensor de imagen también puede acoplarse al conjunto de boquilla o a la pieza posterior. La cámara o el sensor de imagen capta una imagen de MDI, incluyendo diversa información textual presentada en una etiqueta 240 acoplada al contenedor y/o el manguito de accionamiento. Puede usarse un algoritmo de procesamiento de imágenes y/o una técnica de aprendizaje automático para extraer la información textual, la forma única y/o la característica única que revela el tipo y la identificación del MDI asociado con la VHC. La imagen captada puede almacenarse además en la memoria y compararse con diferentes tipos de MDI en una base de datos para limitar la selección. Haciendo referencia a las figuras 5A, 5B y 6, la cámara o el sensor de imagen capta la imagen del MDI y la convierte en una imagen en escala de grises 242 tal como se muestra en la figura 5B. A continuación, el procesador extrae una pluralidad de plantillas (por ejemplo, tres) de la imagen captada en escala de grises y compara las plantillas/imagen con imágenes almacenadas en una base de datos. Tal como se muestra en la figura 6, el procesador identificó correctamente el MDI, haciendo referencia a la etiqueta 244.
9.2. Combinar color, forma
Se analizan el color y la forma de una imagen digital o una serie de imágenes digitales y se comparan con los colores y las formas de diversos MDI en una base de datos.
9.3. Reconocimiento de características
Puede usarse un núcleo de imagen para explorar la imagen en busca de similitudes con el propio núcleo. Por ejemplo, puede usarse un núcleo en forma de etiqueta GSK para identificar manguitos GSK calculando el producto de correlación para cada posición del núcleo en la imagen y verificando si el coeficiente de correlación supera un determinado valor umbral que indicaría buena concordancia.
10. ID de fármaco espectroscópico
10.1 Infrarrojos/UV de longitud de onda única
La espectroscopia de infrarrojos y ultravioleta son métodos que se usan para determinar la estructura química y la composición de una muestra. Todos los productos químicos absorben la radiación de infrarrojos y ultravioleta en cierto grado y absorberán algunas longitudes de onda de luz más que otras dependiendo de los enlaces presentes en su estructura química. Usando una fuente de luz de una longitud de onda controlada, puede analizarse la absorbencia del fármaco a esa longitud de onda particular haciendo brillar la luz a través del aerosol hacia un detector de luz. Esta absorbencia puede compararse entonces con los valores de la base de datos de MDI.
10.2. Infrarrojos/UV de longitud de onda múltiple
De manera similar a la sección 10.1. excepto que pueden usarse múltiples longitudes de onda.
11. Fuerza para la descarga
11.1. Usando una resistencia sensible a la fuerza (FSR), puede determinarse la fuerza en el accionamiento del MDI. Esto necesitará acoplarse con la detección de accionamiento del MDI tal como se describe en el presente documento. Tan pronto tal como se detecta el accionamiento del MDI, la fuerza se registra y se compara con los valores almacenados en la base de datos de MDI.
12. Temperatura del aerosol (temperatura del aire/aerosol o evaporación por contacto)
12.1. Punto único
Puede monitorizarse la temperatura a una distancia fija del MDI y, usando la temperatura detectada durante el accionamiento del MDI, esta información puede compararse con las temperaturas almacenadas en la base de datos de MDI del sistema. A pesar de que todos los MDI usan la misma familia de propulsores (HEA 134a o HFA 227), se observan diferencias de temperatura del aerosol a distancias fijas del MDI como resultado de las diferentes formulaciones de fármacos.
12.2. Temperatura frente a la distancia
Además de la realización 12.1., pueden usarse varios sensores de temperatura a distancias fijas del MDI para recopilar un perfil de temperatura durante el accionamiento del MDI. Este perfil puede usarse y comparar con los perfiles en la base de datos del sistema.
13. RFID en MDI del proveedor
13.1. Haciendo referencia a la figura 73, pueden adherirse etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID) o etiquetas 252 o moldearse en el MDI por el fabricante o proveedor del medicamento. En este caso, es posible leer la etiqueta RFID en el MDI con un lector RFID 250 dentro del adaptador de MDI o acoplada a la pieza posterior 8 u otro componente de la VHC.
14. RFID en el contador de dosis (integrado u OEM)
14.1. De manera similar a la realización 13.1., pueden incorporarse etiquetas RFID en módulos integrados o de contador de dosis y estos pueden leerse con el lector RFID incorporado en la cámara.
15. Etiqueta colocada en MDI por el usuario
15.1. RFID
De manera similar a las realizaciones 13.1. y 14.1., puede leerse una etiqueta RFID del MDI. En esta realización, el RFID viene en forma de una etiqueta adhesiva, parche adhesivo u otra forma que el usuario coloca en el MDI.
15.2. Códigos de barras (1D y 2D)
De manera similar a la realización 15.1. excepto que puede usarse un código de barras en lugar de un RFID. La cámara incluye entonces un aparato de exploración de código de barras en lugar de un lector RFID.
16. Acceso a la lista de medicamentos del paciente en la nube
16.1. Acceso por Bluetooth/Wi-Fi
Puede accederse a las historias clínicas digitales de un usuario a través de Internet y pueden usarse sus prescripciones de medicamentos de MDI para ayudar a identificar el MDI que se usa con la VHC. Alternativamente, para garantizar la seguridad, el proveedor de atención sanitaria o el pagador pueden iniciar un “perfil” para el usuario y seleccionar su(s) medicamento(s) de MDI, que luego se comunicarán a la VHC a través de Bluetooth o Wi-Fi. 17. Comunicación con inhaladores inteligentes
17.1. Comunicaciones por Bluetooth/Wi-Fi
Los inhaladores inteligentes ya se usan para rastrear el cumplimiento de MDI. La comunicación con estos inhaladores permitirá que la VHC identifique directamente el MDI que está usándose. Esto puede lograrse a través de comunicaciones por Bluetooth o Wi-Fi.
18. Seleccionado manualmente por el usuario
18.1. Selección manual
Haciendo referencia a la figura 19, botones 260 de entrada de usuario, por ejemplo con diferentes colores, formas o marcas. El usuario 66 pulsará el botón apropiado, por ejemplo, azul, asociado con un MDI de rescate, o rojo, asociado con un MDI de controlador. Una combinación de pulsar ambos botones comunicará que estaba usándose una combinación de MDI. Cada botón también puede tener un indicador visual, tal como una luz, que se ilumina y permanece iluminado durante un periodo de tiempo predeterminado (o hasta que se completa el tratamiento), cuando se pulsa. Si se muestra el indicador incorrecto, proporciona indicaciones al usuario para que comience de nuevo. También puede usarse un único botón, asociándose una pulsación de botón con uno de los MDI de rescate o controlador, y sin que ninguna pulsación de botón esté asociada con el otro tipo de MDI. Al revisar los datos de uso por parte del paciente, el facultativo prescriptor sabrá qué tipo de fármaco está asociado con cada uno de los MDI de rescate y controlador. Además, el usuario puede introducir la información del fármaco a través de una aplicación en un ordenador, por ejemplo, en una configuración de perfil de usuario. El usuario puede compartir la actividad de medicamentos registrada con el facultativo prescriptor y/o el pagador.
El usuario puede tener la opción de seleccionar manualmente el MDI que está usando. Esto puede realizarse en cada dosis o el usuario puede especificar la lista de medicamentos una vez que reciba la cámara inteligente. Para los usuarios con un único medicamento prescrito, el último método servirá para identificar con confianza el MDI que se usa cada vez, mientras que para los usuarios con múltiples medicamentos, esto se usaría para hacer una lista corta de los posibles candidatos a MDI que luego necesitarían identificarse por el sistema usando medios descritos en otras realizaciones.
19. Detección de capacidad eléctrica/constante dieléctrica
19.1. Detección de constante dieléctrica
Dos características con carga eléctrica opuesta están separadas por un entrehierro que forma un condensador abierto. Tras el accionamiento del MDI, este entrehierro se infiltra con aerosol. Suponiendo que los aerosoles tienen diferentes constantes dieléctricas entre sí, puede medirse el cambio de capacidad eléctrica del condensador abierto y este valor de capacidad eléctrica puede compararse con los de una base de datos de aerosoles conocidos y usarse para identificar el MDI.
20. Frecuencia de resonancia del MDI
20.1. Un generador de sonido se encuentra dentro de la VHC que produce un rango de frecuencias en un modo de barrido. Cuando se produce la frecuencia de resonancia del MDI por el generador de sonido, puede producirse un aumento brusco de volumen que puede detectarse por medio de un micrófono.
21. Reflexión de infrarrojos del manguito de MDI
21.1. Usando emisor(es) de infrarrojos (IR) y detector(es) de infrarrojos, puede generarse una “firma” de infrarrojos para diversos MDI. El/los emisor(es) y detector(es) de IR, y las posiciones de los mismos, pueden iguales que los del LED blanco y los sensores de color comentados anteriormente y mostrados en las figuras adjuntas. La radiación de IR se dirige hacia la boquilla y/o la parte del mango del manguito de MDI y se usa la cantidad de radiación absorbida/reflejada para identificar el MDI. Específicamente, en esta realización, la cantidad de radiación reflejada la detecta el detector de IR y este valor se compara con los presentes en una base de datos MDI registrada previamente. El material del manguito de MDI, su forma y el acabado de la superficie influyen en la cantidad de radiación de IR reflejada. Puede usarse un detector/LED de IR de una única longitud de onda o pueden usarse diversos detectores/LED de IR con diferentes longitudes de onda de IR.
FUERZA DE LA MASCARILLA Y REALIMENTACIÓN DEL SELLO
Cuando se administran medicamentos respiratorios a los usuarios, a menudo se usan mascarillas 600. Por ejemplo, pueden acoplarse mascarillas faciales al conjunto de boquilla 12, o al extremo de salida, de una VHC 3. Para maximizar la administración de fármacos, es importante asegurarse de que se forme un sello adecuado entre la mascarilla y la cara 602 del usuario. El sello adecuado puede determinarse midiendo la fuerza aplicada a la mascarilla, VHC u otro dispositivo de administración, por ejemplo, nebulizador o dispositivo OPEP, o registrando el contacto entre la mascarilla y la cara del usuario.
En una realización según la invención, mostrada en la figura 29, un sistema de administración de medicamentos incluye un dispositivo de administración de medicamentos, por ejemplo, VHC, que tiene un extremo de entrada 10 y un extremo de salida 14. Una mascarilla 600 está acoplada al extremo de salida. La mascarilla y el dispositivo de administración pueden moverse a lo largo de un eje longitudinal 6 hasta una posición de enganche con la cara 602 de un usuario. Un sensor de fuerza 604 está dispuesto entre la mascarilla 600 y el extremo de entrada 10 del dispositivo de administración de medicamentos. Por ejemplo, el sensor de fuerza 604 puede montarse entre la mascarilla 600 y el conjunto de válvula 12 (por ejemplo, el conjunto de boquilla), o entre el conjunto de válvula 12 y la carcasa de cámara 2. El sensor de fuerza 604 puede ser una celda de carga que convierte la deformación mecánica o el desplazamiento en señales eléctricas mediante un medidor de tensión, o un sensor piezoeléctrico que convierte los cambios de fuerza en cambios eléctricos mediante un efecto piezoeléctrico. El sensor de fuerza comunica una señal al ordenador 500 y al procesador 502, que puede montarse, por ejemplo, en la pieza posterior 8. El microcontrolador VHC monitoriza la fuerza que se aplica y proporciona realimentación al usuario, o al cuidador que manipula el dispositivo de administración, para o bien aumentar, disminuir o bien mantener la fuerza que está aplicándose. Por ejemplo, la fuerza necesaria para lograr un sellado deseable puede oscilar entre 1,5 y 7 libras. La realimentación al usuario incluye un indicador, ya sea un indicador visual 40 (por ejemplo, LED), un indicador auditivo (altavoz) o un indicador de vibración. El sensor de fuerza 604 responde a la fuerza que se aplica a lo largo del eje longitudinal a la mascarilla por el dispositivo de administración de medicamentos. El indicador proporciona realimentación al usuario con respecto a la cantidad de fuerza que se aplica a la mascarilla, ya sea muy poca o demasiada, y/o no uniforme alrededor de la periferia.
En otra realización, mostrada en las figuras 30 y 31, pueden incorporarse sensores de contacto 608, 610 en la mascarilla 600 para monitorizar, detectar y señalizar el contacto apropiado con la cara del usuario alrededor de un perímetro de la mascarilla. Por ejemplo, la mascarilla está configurada con una parte de sellado 612 adaptada para enganchar con la cara 602 del usuario. La parte de sellado 612 puede incluir un labio en forma de C dado la vuelta, que termina en un extremo libre 615. Uno o más sensores 608 se acoplan con la parte de sellado, en la que el sensor de fuerza responde a una fuerza que se aplica al borde de sellado. En una realización, una pluralidad de sensores están incluidos en la parte de sellado y están distribuidos alrededor de la periferia de la mascarilla, o una longitud de la parte de sellado, en relaciones separadas tal como se muestra en las figuras 30 y 31. En una realización alternativa, mostrada en la figura 30, el sensor 610 comprende una tira continua que se extiende alrededor del borde de sellado.
Haciendo referencia a las figuras 30 y 31, un indicador 616 está en comunicación con el sensor y está adaptado para proporcionar realimentación al usuario con respecto a la cantidad de fuerza que se aplica al borde de sellado, o si se ha hecho contacto con la cara del usuario. Por ejemplo, el indicador puede incluir un indicador visual, auditivo o vibratorio. En una realización, el indicador visual incluye una pluralidad de luces 616 (por ejemplo, LED) distribuidas y separadas a lo largo del borde de sellado, o la periferia de la mascarilla. En una realización, la pluralidad de indicadores visuales están asociados respectivamente con, y directamente acoplados a, la pluralidad de sensores. En funcionamiento, y haciendo referencia a las figuras 32 y 33, el usuario o cuidador aplica una fuerza a la mascarilla 600, engancha la cara del usuario 602 con el borde de sellado 612 de la mascarilla, detecta la fuerza que se aplica a la mascarilla o, alternativamente, que está haciéndose contacto en una ubicación particular en el borde de sellado, y proporciona realimentación al usuario con un indicador 616 sobre la fuerza y/o el contacto que está aplicándose. El usuario/cuidador puede ajustar entonces la fuerza que se aplica a la mascarilla. En una realización, la realimentación sería la iluminación de las luces 616 que se acoplan a los sensores de contacto 608, 610 cuando se ha detectado contacto, y con luces que no se iluminan cuando no se ha detectado contacto. De manera similar, puede iluminarse una parte de las luces indicadoras cuando diversos sensores de fuerza han detectado que se ha aplicado una fuerza suficiente y las luces no se iluminan a lo largo de las partes de la mascarilla en las que se aplica una fuerza insuficiente. En otras realizaciones, las luces pueden iluminarse en diferentes colores, o apagarse, si se aplica demasiada fuerza.
Una vez activo, el controlador (que puede implementarse para incluir uno o más elementos del ordenador 500 tales como un procesador 502 (figura 83)) puede analizar la salida del sensor de fuerza o contacto y estimar la calidad del sello. La combinación de la medición de la fuerza que se aplica, junto con una medición del contacto con la cara del usuario, permite que el dispositivo proporcione información sobre si se forma un sello adecuado.
VÁLVULA ACTIVA
Cuando se usan diversos dispositivos de administración de medicamentos, tales como una VHC, una inhalación lenta (<30 l/min como máximo), seguida de una apnea inspiratoria, puede mejorar significativamente la deposición pulmonar del fármaco. Aunque se encuentran disponibles diversas ayudas auditivas para proporcionar realimentación al usuario de que la tasa de inhalación es demasiado alta, son pasivas y no controlan la tasa. Como tales, pueden malinterpretarse o confundirse con una realimentación positiva (por ejemplo, inhalar rápidamente para hacer que se produzca un silbido es bueno, en lugar de la realimentación prevista de que debe evitarse el sonido). Tal como se muestra en las figuras 34-37, una realización de una válvula 700 ajusta activamente la resistencia a abrirse o cerrarse durante la inhalación (o exhalación) para controlar activamente la tasa de inhalación o exhalación. El sistema también puede proporcionar realimentación al usuario de que la válvula está controlando activamente el flujo para que el usuario pueda ajustar el caudal.
La válvula puede estar configurada de diversas formas, incluida una válvula de rosca anular, tal como se muestra en las figuras 35 y 36, como una válvula de pico de pato 720, tal como se muestra en la figura 87, o como otras válvulas con características móviles, flexibles o deformables. La válvula anular incluye una abertura central 702 y una brida anular 704 que se dobla o deforma hacia fuera de tal manera que la brida se levanta de un asiento de válvula 706, permitiendo de ese modo el flujo a través de la abertura 702. La válvula de pico de pato 720 tiene un par de aletas opuestas 722, que se abren para formar una abertura en respuesta al flujo a través de ellas. La válvula puede estar compuesta por caucho de silicona líquida (Liquid Silicone Rubber, LSR).
Una parte de accionador 730 se aplica a o se incluye en la válvula. Por ejemplo, la parte de accionador puede estar compuesta por un polímero electroactivo (EAP). Cuando se estimula mediante un campo eléctrico, la parte de LSR se vuelve más rígida y se resiste a la apertura. En una realización, la brida anular 704 de la válvula está configurada con una pluralidad de tiras de EAP 732 (mostradas como cuatro). También serían adecuadas otras configuraciones, incluyendo más o menos tiras, o partes de formas diferentes. En otra realización, al menos una de las aletas 722 de la válvula de pico de pato 720, y ambas aletas en una realización, están configuradas con una parte de accionador de polímero electroactivo incluida 730, por ejemplo una tira. Debe entenderse que las partes de accionador, o característica de EAP, también pueden aplicarse a la válvula de escape o parte de exhalación 731 de las válvulas. La VHC, u otro dispositivo de administración de medicamentos, tiene una carcasa 2, 12 que define un canal de flujo 701. La válvula 700, 720 está dispuesta en el canal de flujo. La válvula puede moverse entre configuraciones primera y segunda, por ejemplo, abierta y cerrada (total o parcialmente) en respuesta a un flujo a través del canal de flujo. El flujo puede ser inspiratorio o espiratorio. La válvula puede reconfigurarse entre una primera condición y una segunda condición en respuesta a un estímulo, por ejemplo, un estímulo eléctrico. Por ejemplo, las condiciones primera y segunda son rigideces primera y segunda, o resistencia a la flexión y/o deformación. La válvula tiene una primera resistencia al movimiento entre las configuraciones primera y segunda, por ejemplo, resistencia a la flexión o deformación, cuando la válvula está en la primera condición, y la válvula tiene una segunda resistencia al movimiento entre las configuraciones primera y segunda cuando la válvula está en la segunda condición, en la que la primera resistencia es mayor que la segunda resistencia. Un accionador 708 aplica los estímulos eléctricos.
En funcionamiento, se crea un flujo a través del canal de flujo de la carcasa, por ejemplo, mediante la inhalación o exhalación del paciente. El flujo hace que la válvula 700, 720 se mueva entre las configuraciones primera y segunda en respuesta al flujo a través del canal de flujo. Dependiendo del caudal calculado por diversos sensores y métodos descritos en el presente documento en otras secciones de esta divulgación, puede instruirse al accionador 708 que aplique un estímulo (por ejemplo, eléctrico) a la válvula tal como se muestra en la figura 34. La válvula se reconfigura de una primera condición a una segunda condición en respuesta al estímulo. El flujo a través del canal se altera, por ejemplo, se restringe o aumenta, cuando la válvula se reconfigura a la segunda condición, por ejemplo, se hace más resistente a doblarse o deformarse de tal manera que la abertura formada por la válvula, o entre la válvula y el asiento de la válvula, se restringe o se mantiene más pequeño.
Tal como se muestra en la figura 37, la válvula puede gestionarse activamente de tal manera que el caudal a través de la válvula, según se percibe y detecta tal como se describió anteriormente, no supere un umbral predeterminado, por ejemplo, 30 l/min.
En cualquiera de las realizaciones de dispositivos inteligentes descritas anteriormente, el controlador u otro elemento de procesamiento que se comunica con o controla los sensores, medidores o interruptores puede integrarse en, situarse sobre o en, o ubicarse de manera remota con respecto al propio dispositivo inteligente. Debe entenderse que los diversos sensores, medidores o interruptores pueden tener múltiples funciones y pueden usarse en diversas combinaciones, todas en comunicación con el controlador u otro elemento de procesamiento. Además, para cualquiera de los dispositivos inteligentes descritos anteriormente, algunos o todos los datos recopilados y la realimentación proporcionada a un usuario del dispositivo mediante sensores, interruptores o medidores pueden transmitirse simultáneamente a un cuidador ubicado de manera remota. El cuidador o la agencia de monitorización ubicados de manera remota pueden intervenir para brindar más consejos o información durante una sesión de terapia. Alternativamente, los datos y la realimentación transmitidos al cuidador o la agencia de monitorización en paralelo con el usuario pueden almacenarse de manera remota para una evaluación posterior por parte de los profesionales médicos. La transmisión simultánea a una fuente de información remota, incluidos los datos detectados y cualquier realimentación, también puede impedir problemas de manipulación o corrupción de los datos almacenados en el propio dispositivo inteligente.
La batería u otra fuente de alimentación para cualquier conjunto de circuitos de controlador, sensores, medidores e interruptores pueden ser recargables o extraíbles en diferentes realizaciones de los dispositivos inteligentes descritos en el presente documento. Para minimizar el consumo de la batería, algunos de los sensores pueden estar configurados para una frecuencia de muestreo predeterminada en lugar de un modo de medición continuo. Además, el conjunto de circuitos del dispositivo inteligente sólo puede activarse tras la detección de un evento particular y puede apagarse automáticamente después de un periodo predeterminado desde la activación inicial o después del periodo de inactividad detectado para el dispositivo.
Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a realizaciones preferidas, los expertos en la técnica reconocerán que pueden realizarse cambios en la forma y los detalles sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Como tal, se pretende que la descripción detallada anterior se considere ilustrativa en lugar de limitativa y que son las reivindicaciones adjuntas las que pretenden definir el alcance de la invención.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un sistema de administración de medicamentos, que comprende:
    un dispositivo de administración de medicamentos que tiene un extremo de entrada (10) y un extremo de salida (14);
    una mascarilla (600) acoplada al extremo de salida (14), en el que la mascarilla (600) puede moverse a lo largo de un eje longitudinal (6) hasta una posición acoplada con la cara (602) de un usuario y está configurada para formar un sello entre la mascarilla y la cara de un usuario;
    un sensor de fuerza (604) dispuesto entre la mascarilla (600) y el extremo de entrada (10) del dispositivo de administración de medicamentos, en el que el sensor de fuerza (604) responde a una fuerza que se aplica a lo largo del eje longitudinal (6) a la mascarilla (600) por el dispositivo de administración de medicamentos; y
    un indicador (616) que proporciona realimentación al usuario referente a la cantidad de contacto realizado entre la cara (602) del usuario y la mascarilla (600) o la fuerza que se aplica a la mascarilla (600).
  2. 2. El sistema de administración de medicamentos según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de administración de medicamentos comprende una parte de cuerpo que define un extremo de entrada y un conjunto de válvula acoplado a la parte de cuerpo y que define un extremo de salida, en el que la mascarilla se acopla al conjunto de válvula.
  3. 3. El sistema de administración de medicamentos según la reivindicación 2, en el que el sensor (604) se dispone entre la mascarilla (600) y el conjunto de válvula (12).
  4. 4. El sistema de administración de medicamentos según la reivindicación 2, en el que el sensor de fuerza se dispone entre el conjunto de válvula (12) y la parte de cuerpo (2).
  5. 5. El sistema de administración de medicamentos según la reivindicación 1, en el que además se incorpora un sensor de contacto (608) en la mascarilla.
  6. 6. El sistema de administración de medicamentos según la reivindicación 5, en el que el sensor de contacto se incluye en una parte de sellado de la mascarilla y se distribuye alrededor de la periferia de la mascarilla.
  7. 7. El sistema de administración de medicamentos según la reivindicación 5, en el que el sensor de contacto (610) comprende una tira continua que se extiende alrededor de un borde de sellado de la mascarilla.
  8. 8. El sistema de administración de medicamentos según una de las reivindicaciones 5 a 7, en el que el sensor de contacto monitoriza, detecta y señaliza un contacto apropiado entre la cara del usuario alrededor del perímetro de la mascarilla.
  9. 9. El sistema de administración de medicamentos según la reivindicación 1, en el que el indicador comprende un indicador visual.
  10. 10. El sistema de administración de medicamentos según la reivindicación 1, en el que el indicador comprende un indicador auditivo.
  11. 11. El sistema de administración de medicamentos según la reivindicación 1, en el que el indicador comprende un indicador vibratorio.
  12. 12. El sistema de administración de medicamentos según la reivindicación 1, que comprende un controlador para analizar la salida del sensor de fuerza y estimar la calidad del sello.
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