IT202100012416A1 - Sistema e metodo di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici - Google Patents

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IT102021000012416A
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Andrea Palermo
Anda Mihaela Naciu
Gaia Tabacco
Giuseppe Bonapace
Mauro Nasini
Vittorio Rossetti
Marco Flavio Michele Vismara
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Lightscience Srl
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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione dal titolo:
?Sistema e metodo di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici?
La presente invenzione ? relativa ad un sistema di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici.
La presente invenzione ?, altres?, relativa ad un metodo di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici.
In particolare, come esempio di applicazione non limitativo, la presente invenzione ? relativa ad un sistema e ad un metodo di monitoraggio di livelli di calcio libero in campioni ematici, per il monitoraggio della calcemia a distanza.
Com?? noto, a causa del ruolo fondamentale svolto in un?ampia variet? di? funzioni cellulari, la concentrazione dei diversi ioni nel LEC deve essere mantenuta entro un intervallo ristretto. Gli ioni di rilevanza clinica in medicina sono: Sodio, Potassio, Cloro, Calcio, Fosforo e Magnesio. Tra le forme ioniche libere, gli ioni divalenti sono particolarmente rilevanti e particolarmente difficili da rilevare a causa della loro instabilit?.
Ad esempio, lo ione Zinco ha rilevanza clinica per il morbo di Wilson, lo ione litio in farmacologia, i Sali di Litio essendo utili nel trattamento di alcune patologie psichiatriche il loro monitoraggio ? indispensabile per evitare il superamento di soglie di tossicit?, lo ione Magnesio ? inoltre cofattore di numerosi enzimi, ed infine a titolo di esempio il monitoraggio dello ione Piombo ? rilevante per casi di intossicazione.
Tra gli ioni liberi divalenti, il cui monitoraggio in fluidi biologici costituisce oggetto del presente brevetto, a titolo di esempio indicativo ma non esclusivo e per semplicit? di esposizione, verr? nel seguito esposto lo stato dell?arte relativo allo ione calcio.
Il calcio ? uno ione principalmente extracellulare, che si trova per circa il 99% nello scheletro, il quale ? una sorta di riserva per mantenere la normale concentrazione nel liquido extracellulare (LEC). Molti processi cellulari dipendono dal calcio, come ad esempio reazioni enzimatiche, il trasporto di membrana, la trasmissione nervosa, la contrazione muscolare e cardiaca, l?aggregazione piastrinica. Il Calcio ? essenziale, inoltre per la costituzione dei tessuti duri (ossa e denti) e la funzione neuromuscolare. Il calcio ? presente nel plasma in tre forme: il 50% ? in forma ionizzata o libera, l?unica metabolicamente attiva; la rimanente quota forma legami ionici con proteine (principalmente con l?albumina ed in minor misura con le globuline; tale forma corrisponde a circa il 40% del calcio totale) o complessi labili con ioni fosfato, citrato, lattati e bicarbonati (forma chelata, che rappresenta circa il 10% del calcio totale).
A causa del ruolo fondamentale svolto in un?ampia variet? di? funzioni cellulari, la concentrazione del calcio ionizzato nel LEC deve essere mantenuta entro un intervallo ristretto. In condizioni normali questa concentrazione viene controllata regolando la velocit? di passaggio del calcio attraverso gli epiteli intestinali e renale. Questa regolazione si realizza principalmente attraverso la modulazione dei livelli ematici degli ormoni Paratormone (PTH), 1,25 diidrossi-Vitamina D e Calcitonina.
Svariate sono le condizioni patologiche che si caratterizzano per un alterato equilibrio dell?assetto Calcio/Fosforo e che necessitano di costante monitoraggio dei livelli della calcemia (sindromi ipo- ed iper-calcemiche). La misurazione dei livelli del Calcio ? inoltre effettuata in maniera sistematica dopo ogni intervento di tiroidectomia totale. Nel post-operatorio, infatti, vi pu? essere una riduzione transitoria e/o cronica dei livelli di Calcio che impone uno stretto controllo della calcemia nelle settimane successive l?intervento per eventuale adeguamento terapeutico. La frequenza di monitoraggio dei livelli sierici di Calcio ? fortemente legata alla stabilit? della calcemia del soggetto. Alcuni soggetti richiedono un controllo del Calcio ogni 3-6 mesi, mentre i pazienti non stabili possono richiedere un controllo del Calcio settimanale o giornaliero. Inoltre, ogni volta che viene indicata una modifica della terapia ? necessario effettuare un controllo del Calcio ematico per stabilirne l?adeguatezza.
La condizione morbosa che meglio esemplifica la necessit? di uno stretto monitoraggio dei livelli ematici di calcemia e fosforemia ? l?Ipoparatiroidismo. Si tratta di una condizione clinica caratterizzata dall?incapacit? dell?organismo di mantenere adeguati valori di calcemia a seguito della carenza o mancata funzionalit? dell?azione del Paratormone (PTH). I soggetti affetti da questa patologia hanno pertanto la necessit? di assumere supplementi a base di sali di Calcio e Vitamina D attiva, per stabilizzare i livelli di calcio nel sangue. La significativa riduzione dei livelli ematici di Calcio si associa alla comparsa di un ampio corteo sintomatologico la cui gravit? varia in relazione alla concentrazione di Calcio e alla rapidit? con cui si instaura l?ipocalcemia. I pi? comuni comprendono: formicolii alle estremit? e a livello peribuccale, crampi e parestesie, fatica, stanchezza, depressione, rallentamento psicomotorio fino a convulsioni ed alterazione del ritmo cardiaco che pu? anche essere fatale.
Pertanto, se da un lato l?ipocalcemia acuta rappresenta una vera e propria emergenza medica, dall?altro lato, nel quotidiano, essa ? fonte di compromissione della qualit? di vita. Il controllo subottimale della calcemia e le ampie oscillazioni degli elettroliti sembrano contribuire in maniera decisa alla genesi della riduzione delle performance fisiche ed emotive dei soggetti affetti da questa condizione. Le linee guida internazionali raccomandano di mantenere la calcemia nel limite basso di norma, per poter ridurre il rischio di complicanze legate all?utilizzo di alti dosaggi di supplementi di Calcio e Vitamina D.
Questo comporta per? un maggior rischio di ipocalcemia.
I sintomi da sovra/sotto dosaggio terapeutico sono aspecifici e soggettivi e richiedono ogni volta una conferma laboratoristica mediante prelievo di sangue venoso per il controllo della calcemia.
Da quanto sopra risulta evidente che la gestione della maggior parte dei disordini del Calcio/Fosforo ? reso inadeguato dall?assenza di un sistema specifico in grado di consentire il monitoraggio della terapia specifica presso il proprio domicilio.
Sono altres? noti, studi scientifici sulla determinazione del calcio ionico libero mediante spettroscopia del vicino infrarosso (o Near Infra-Red, NIR) che tuttavia sono relativi ad applicazioni nell?industria agronomica e alimentare, e tutti i metodi noti si basano su specifiche pre-trattamento dei campioni e procedure di estrazione non applicabili al sangue umano.
Scopo della presente invenzione ? fornire un sistema di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi su matrici biologiche umane, in particolare di forme ioniche divalenti, a puro titolo di esempio non limitativo, di livelli di calcio libero in campioni ematici, che consentano di effettuare il monitoraggio domiciliare di tali elettroliti liberi e, ad esempio, della calcemia e quindi di modificare, in base ai valori riscontrati, il dosaggio della terapia convenzionale, tale quindi da superare i limiti degli attuali sistemi e metodi di misurazione della calcemia.
Secondo la presente invenzione, viene realizzato un sistema di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici, come definito nella rivendicazione 1.
Secondo la presente invenzione, viene realizzato un metodo di monitoraggio di livelli elettroliti liberi in fluidi biologici, come definito nella rivendicazione 10.
Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la figura 1 mostra un diagramma schematico di un sistema di monitoraggio di livelli di elettroliti in fluidi biologici, secondo l?invenzione;
- la figura 2 mostra uno schema di una porzione del sistema di monitoraggio di livelli di elettroliti in fluidi biologici, secondo l?invenzione.
Con riferimento a tali figure, e in particolare alla figura 1, un sistema 100 di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici, ? mostrato, secondo l?invenzione.
Pi? dettagliatamente, il sistema 100 di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici comprende:
- uno spettrometro NIR 102 atto ad emettere nello spettro del vicino infrarosso e rendere disponibili gli spettri acquisiti,
- un supporto 101, idoneo a acquisire uno o pi? campioni di fluido biologico, preferibilmente di campioni ematici, di un paziente considerato, il supporto 101 essendo atto ad essere sottoposto a scansione NIRS mediante l?uso dello spettrometro NIR 102, in modo tale da consentire il rilevamento delle sostanze chimiche contenute nello spot considerato.
Il sistema 100 comprende inoltre:
- almeno un blocco di elaborazione dati 103 connesso allo spettrometro 102 e configurato per ricevere lo spettro ottenuto dallo spettrometro NIR 102 ed elaborare i dati relativi allo spettro acquisito;
- almeno un blocco di gestione dati 111 configurato per archiviare i dati acquisiti dallo spettrometro NIR 102, ed inviarli e renderli disponibili al blocco di elaborazione 103 ed archiviare inoltre i dati elaborati dal blocco di elaborazione 103;
- un centro smistamento 110 dotato di connessione dati locale o remota con: lo spettrometro NIR 102, il blocco di gestione dati 111, con il blocco di elaborazione dati 103.
Secondo un aspetto dell?invenzione, il sistema 100 comprende una pluralit? di sensori 105 che comprende almeno una fotocamera, configurata ad esempio per rilevare immagini fotografiche digitali, immagini e segnali spettrali nella finestra del visibile e dell?IR, del visibile, e dell?ultra violetto.
La pluralit? di sensori 105 tramite il centro di smistamento 110 pu? registrare sul database 111 i segnali provenienti dai sensori. Il database 111 tramite il dispositivo 104 I/O pu? rendere i dati disponibili all?esterno del sistema 100.
Secondo un aspetto dell?invenzione, il supporto 101 ? trattato con un composto chelante, detto composto chelante essendo specifico per l?elettrolita libero che si intende rilevare.
Vantaggiosamente, il supporto 101 trattato con composto chelante consente di legare in maniera quasi istantanea gli ioni liberi dell?elettrolita prefissato che si vuole misurare nel campione di fluido biologico, e per misura indiretta rilevare la concentrazione dell?elettrolita libero.
Secondo un aspetto dell?invenzione, l?elettrolita libero rilevato mediante il sistema 100 ? un elettrolita libero divalente quali Zn<+2 >, Ca<+2>, Pb<+2>, Mg<+2>.
Secondo un aspetto dell?invenzione, il blocco di elaborazione dati 103 comprende un sistema di intelligenza artificiale 109 atto a implementare algoritmi di machine learning specifici.
Secondo un aspetto dell?invenzione, il dispositivo di interfaccia 104 comprende un blocco per controllo di qualit? 112, un blocco di preparazione pre-analitica delle scansioni 106, una o pi? librerie standardizzate 108, un sistema di intelligenza artificiale 109 comprendente algoritmi di machine learning specifici e parametrizzati, almeno uno per ciascun analita da analizzare.
Secondo un aspetto dell?invenzione lo spettrometro NIR 102 ? collegato direttamente al blocco di elaborazione 103 mediante collegamento internet in modo tale da inviare a detto blocco di elaborazione 103 lo spettro risultante dall?analisi del campione biologico o ematico considerato.
Secondo un aspetto dell?invenzione, il blocco di elaborazione 103 pu? essere una macchina fisica o virtuale. Il centro smistamento 110 ? dotato di connessione locale o remota con: lo spettrometro NIR 102, il database 111, il blocco elaborazione dati 103 e, laddove presente, con la pluralit? di sensori 105.
Secondo un aspetto dell?invenzione, il dispositivo di interfaccia 104 comprende: un sistema di log-in per una pluralit? di utenti, e/o un gestionale per la pluralit? di sensori 105, e/o un gestionale per lo spettrometro NIR 102, e/o un gestionale per lo storico delle analisi effettuate, e/o un sistema di invio di una bozza di analisi ad un professionista/biologo accreditato, e/o un sistema di connessione con un sistema LIS, LIMS.
Secondo un aspetto dell?invenzione, il supporto 101 ? costituito da carta bibula, preferibilmente, a titolo di esempio non limitativo, del tipo commercialmente disponibile come Whatman 903 protein saver. Secondo un aspetto dell?invenzione il supporto 101 ? costituito da una carta di Guthrie su cui vengono specificati i dati identificativi del paziente. Il supporto 101 ? trattato con un composto chelante, detto composto chelante essendo specifico per l?elettrolita libero che si intende rilevare.
In uso, lo spettrometro NIR 102 acquisisce il campione fluido biologico o ematico e lo analizza effettuando un numero N stabilito di scansioni per ciascuno spot del paziente. Ad esempio, le scansioni effettuate sono 32 per 3 spot a paziente.
I dati dello spettro ottenuto dalle scansioni sono automaticamente inviati al centro di smistamento 110 e da quest?ultimo al blocco di elaborazione 103. Il blocco di elaborazione 103 ? configurato per effettuare le fasi di post processing e analisi dei dati ricevuti, ed inviarli in tempo reale, previa validazione, al dispositivo di interfaccia 104, situato presso il paziente e/o presso il suo medico curante.
Secondo un aspetto dell?invenzione il sistema di intelligenza artificiale 109 viene inizialmente addestrato mediante una pluralit? di spettri NIR relativi a un set di addestramento di campioni, classificati sulla base dei livelli di elettroliti liberi rilevati, ovvero di ioni liberi divalenti quale ad esempio il Calcio , utilizzando un metodo standard. I campioni vengono applicati al supporto 101 che ? un cartoncino tipo ?Guthrie card? pretrattato con l?opportuno composto chelante (a titolo esemplificativo per la misurazione del calcio libero pu? essere usato l?EDTA o acido etilendiamminotetraacetico), per intrappolare gli ioni calcio in un complesso, pi? facilmente rilevabile dalla spettroscopia NIR.
In alternativa, secondo un aspetto dell?invenzione il sistema di intelligenza artificiale 109 viene addestrato mediante spettroscopia NIR di una soluzione standard di calcio in concentrazione compresa tra 7 mg/dl e 112 mg/dl. La soluzione standard in questo caso viene applicata al supporto 101 come DBS pretrattando con EDTA quale composto chelante (acido etilendiamminotetraacetico) per chelare gli ioni calcio, producendo un complesso pi? sensibile alla spettroscopia NIR. Il modello ottenuto dal sistema di intelligenza artificiale 109 viene poi validato attraverso una doppia procedura, prima con un set di validazione costituito da soluzioni di calcio a diverse concentrazioni selezionate casualmente e poi su un set di pazienti selezionati in base alla loro specifica condizione clinica e laboratoristica a seguito di interventi di paratiroidectomia. In questo caso in cui si voglia misurare il Calcio, il supporto 101 viene pretrattato con EDTA quale composto chelante.
Ancora, secondo un aspetto dell?invenzione il sistema di intelligenza artificiale 109 viene addestrato mediante un set di campioni ematici precedentemente dosati per la concentrazione di calcio libero. Tali campioni vengono applicati al supporto 101 precedente trattato con un composto chelante. Dopo aver legato lo ione calcio libero viene sviluppato un segnale specifico NIR la cui intensit? ? direttamente proporzionale alla quantit? di Calcio nel campione. Il modello ottenuto dal sistema di intelligenza artificiale 109 viene poi validato attraverso una doppia procedura, prima con un set di validazione costituito da soluzioni di calcio a diverse concentrazioni selezionate casualmente e poi su un set di pazienti selezionati in base alla loro specifica condizione clinica a seguito di interventi di paratiroidectomia. I campioni ematici in questo caso vengono applicati a supporto 101 pretrattato con agente fluorescente associato al composto chelante.
Secondo un aspetto dell?invenzione, il supporto 101 contiene un codice a barre ed una sezione pre-forata in modo tale da separare una prima parte contenente i campioni ematici, o in generale campioni biologici, e una seconda parte contenente i dati del paziente. Separando il supporto 101 in due parti lungo la sezione pre-forata, il codice a barre risulta diviso in due met? simmetriche, quindi ? ancora leggibile su entrambe le parti. Il codice a barre ed un numero di serie associato al supporto 101 vengono associati al paziente in modo univoco mediante l?acquisizione dell?immagine per mezzo del dispositivo 104.
Secondo l?invenzione, una prima parte del supporto 101 contenente gli spot ematici pu? inoltre essere inviata per posta o corriere ad un laboratorio di analisi per essere sottoposti a tipologie di analisi non eseguibili mediante NIRS, come ad esempio test genetici o infettivologici, mentre una seconda parte del supporto 101 contenente il codice a barre ed i dati anagrafici costituirebbe un documento di ricevuta e tracciabilit? del campione inviato.
Vantaggiosamente la prima parte del supporto 101 contenente gli spot ematici o di fluido biologico, risulta in tal modo facilmente trasportabile ed inviabile poich? sottile e leggero ed inoltre anonimo.
Pi? dettagliatamente, il sistema 100 comprende:
- almeno un ?gruppo locale 120? composto da: almeno un supporto 101 per almeno un campione da analizzare; almeno uno spettrometro NIR 102 , configurato per acquisire lo spettro del campione; almeno un dispositivo di interfaccia 104;
Secondo un aspetto dell?invenzione, il gruppo locale 120 ? connesso al centro smistamento 110 tramite una connessione dati remota.
Secondo un aspetto dell?invenzione, l?almeno un dispositivo di interfaccia 104 ? atto all?avvio e la gestione del sistema 100 ed ? configurato per la ricezione in tempo reale dei dati analizzati dal blocco elaborazione dati 103.
Secondo un aspetto dell?invenzione, lo spettrometro NIR 102 ? uno spettrometro portatile.
Secondo un aspetto dell?invenzione, lo spettrometro NIR 102, i sensori 105, e il dispositivo di interfaccia 104 sono collegati al centro di smistamento 110 mediante collegamento internet.
Come detto precedentemente, la presente invenzione si riferisce anche ad un metodo di monitoraggio di elettroliti liberi in campioni biologici ed in particolare al calcio libero in campioni ematici.
In particolare, il metodo di acquisizione, trasmissione ed elaborazione di dati ambientali secondo l?invenzione comprende le fasi di:
- Acquisire un piccolo quantitativo di fluido biologico, o di campione ematico, del paziente, mediante ad esempio puntura di un dito;
- Deporre il campione di fluido biologico o di campione ematico su un supporto 101;
- Sottoporre il campione posto sul supporto 101 a spettroscopia NIR mediante uno spettrometro ad infrarossi 102 ed acquisire lo spettro del campione mediante spettroscopia NIR;
- Inviare lo spettro ottenuto e gli altri dati , ad un centro di smistamento configurato per eseguire la trasmissione dello spettro e gli altri dati acquisiti ad almeno un blocco di elaborazione, e l?archiviazione sul database dei dati e delle elaborazioni, e inviare i dati ad un dispositivo di interfaccia 104;
- Emettere un segnale di output relativo alla conformit? o non conformit? dello spettro e/o dei dati rispetto a valori prestabiliti.
Secondo un aspetto dell?invenzione, la fase di sottoporre il campione posto sul supporto 101 a spettroscopia NIR comprende:
- Effettuare l?acquisizione di una pluralit? di spettri NIRS, preferibilmente di almeno cinque spettri NIRS, del campione;
Secondo un aspetto dell?invenzione, il metodo comprende inoltre:
- Analizzare i dati relativi allo spettro mediante un blocco per controllo di qualit?;
- Analizzare i dati relativi allo spettro mediante un blocco di preparazione pre-analitica delle scansioni;
- Sottoporre i dati relativi allo spettro con ad una o pi? librerie standardizzate;
- Sottoporre i dati relativi allo spettro ad uno o pi? blocchi comprendenti algoritmi di machine learning specifici e parametrizzati
- Secondo un aspetto dell?invenzione, la fase di deporre il campione di fluido biologico sul supporto 101 pu? essere ripetuta pi? volte in quanto il paziente ripete l?operazione per uno o pi? spot.
Secondo un altro aspetto dell?invenzione, le fasi di inviare lo spettro ottenuto dal blocco elaborazione dati 103 e di trasmettere in tempo reale il risultato relativo alla concentrazione di elettroliti liberi, ed in particolare di calcio libero nel campione ematico, al dispositivo 104 avvengono mediante collegamento internet.
Secondo un aspetto dell?invenzione, la fase di elaborare il risultato relativo alla concentrazione di elettroliti liberi, o in particolare di calcio libero nel campione ematico esaminato, avviene per mezzo dell?applicazione di algoritmi di ?machine learning? ottimizzati per il calcio libero, non escludendo l'applicazione di pi? metodi ad hoc per una predizione maggiormente accurata. A tal fine vengono usati dei metodi di apprendimento automatico (?machine learning?) soli o in combinazione, come gi? descritto.
Vantaggiosamente il sistema e metodo di monitoraggio di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici secondo l?invenzione, possono essere eseguiti senza che sia necessario un prelievo di fluidi biologici da parte di personale medico o paramedico, l?invio del campione ad un laboratorio di analisi e l?attesa dell?elaborazione del relativo risultato.
Vantaggiosamente secondo l?invenzione, il sistema ed il metodo descritti consentono di effettuare il monitoraggio domiciliare dei livelli di elettroliti liberi, ed in particolare di elettroliti liberi divalenti, monitorando ad esempio la calcemia e consentendo quindi di modificare, in base ai valori riscontrati, il dosaggio della terapia convenzionale.
Vantaggiosamente il monitoraggio dei livelli di elettroliti liberi, ed in particolare della calcemia, mediante il sistema ed il metodo secondo l?invenzione, consentono un migliore controllo della malattia con ricadute positive anche sull?aspetto lavorativo e psico-fisico ed una riduzione degli accessi impropri in pronto soccorso e dal calo della necessit? di valutazioni classiche laboratoristiche per la determinazione del calcio, con un netto risparmio economico.
Risulta infine chiaro che al sistema e al metodo di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici qui descritti ed illustrati possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall?ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI
1. Sistema (100) di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici, atto a monitorare la concentrazione di almeno un elettrolita libero in almeno un campione biologico di almeno un utente, comprendente:
- uno spettrometro NIR (102) atto ad emettere nello spettro del vicino infrarosso e rendere disponibili gli spettri acquisiti;
- un supporto (101), atto ad acquisire uno o pi? campioni di fluido biologico dell?utente considerato, e configurato per essere sottoposto a scansione NIR mediante l?uso dello spettrometro NIR (102);
- almeno un blocco di elaborazione dati (103) configurato per ricevere lo spettro ottenuto dallo spettrometro NIR (102) ed elaborare i dati relativi allo spettro acquisito;
- almeno un blocco gestione dati (111) configurato per archiviare i dati acquisiti dallo spettrometro NIR (102), ed inviarli e renderli disponibili al blocco di elaborazione (103) ed archiviare inoltre i dati elaborati dal blocco di elaborazione (103);
- almeno un dispositivo di interfaccia (104) fisica o logica atto all?avvio e la gestione del sistema (100) e configurato per la distribuzione in tempo reale dei dati analizzati dal blocco elaborazione dati (103); - un centro smistamento (110) dotato di connessione dati locale o remota con: lo spettrometro NIR (102), il blocco di gestione dati (111), con il dispositivo di interfaccia (104), e con il blocco di elaborazione dati (103);
caratterizzato dal fatto che detto supporto (101) ? trattato con un composto chelante, detto composto chelante essendo specifico per l?elettrolita libero che si intende rilevare.
2. Sistema (100) di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto almeno un elettrolita libero ? in forma ionica divalente.
3. Sistema (100) di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralit? di sensori (105) comprendente almeno una fotocamera.
4. Sistema (100) di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di interfaccia (104) comprende un sistema di intelligenza artificiale (109), comprendente algoritmi di intelligenza artificiale specifici e parametrizzati, un blocco per controllo di qualit? (112), un blocco di preparazione pre-analitica delle scansioni (106), almeno una libreria (108) standardizzata.
5. Sistema (100) di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di interfaccia (104) comprende: un sistema di log-in per una pluralit? di utenti, e/o un gestionale per la pluralit? di sensori (105), e/o un gestionale per lo spettrometro NIR (102), e/o un gestionale per lo storico delle analisi effettuate, e/o un sistema di invio di una bozza di analisi ad un professionista/biologo accreditato, e/o un sistema di connessione con un sistema LIS, LIMS.
6. Sistema (100) di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto pluralit? di sensori (105) comprende una fotocamera ed un sistema configurato per acquisire un?immagine relativa al supporto (101) e per decodificare i dati anagrafici in esso contenuti ed inviarli al centro dispacci (110) per renderli disponibili al sistema.
7. Sistema (100) di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto supporto (101) ? costituito da una carta di Guthrie su cui vengono specificati i dati identificativi del paziente.
8. Sistema (100) di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti livelli di elettroliti consistono nel livello di calcio libero e detti fluidi biologici consistono in un campione ematico.
9. Sistema (100) di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere:
- almeno un ?gruppo locale? (120) composto da: almeno un supporto (101) per almeno un campione da analizzare; almeno uno spettrometro NIR (102) , configurato per acquisire lo spettro del campione; almeno un dispositivo di interfaccia (104).
10. Metodo di monitoraggio di livelli di elettroliti liberi in fluidi biologici comprendente le fasi di:
- Acquisire un piccolo quantitativo di fluido biologico, o di campione ematico;
- Deporre il campione di fluido biologico su un supporto (101);
- Sottoporre il campione posto sul supporto (101) a spettroscopia NIR mediante uno spettrometro (102) ed acquisire lo spettro del campione mediante spettroscopia NIR;
- Inviare lo spettro ottenuto e altri dati , ad un centro di smistamento (110) configurato per eseguire la trasmissione dello spettro e altri dati acquisiti ad almeno un blocco di elaborazione, e l?archiviazione sul database dei dati e delle elaborazioni, e inviare i dati ad un dispositivo di interfaccia (104);
- Emettere un segnale di output relativo alla conformit? o non conformit? dello spettro e/o dei dati rispetto a valori prestabiliti.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20200030515A1 (en) * 2018-07-27 2020-01-30 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Method for tailoring dialysis treatment based on sensed potassium concentration in blood serum or dialysate

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MATSUI AKIHIRO ET AL: "A near-infrared fluorescent calcium probe: a new tool for intracellular multicolour Ca2+ imaging", CHEMICAL COMMUNICATIONS, vol. 47, no. 37, 12 August 2011 (2011-08-12), UK, pages 10407 - 10409, XP055871320, ISSN: 1359-7345, DOI: 10.1039/c1cc14045k *

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