Comment les capteurs de pression aident les asthmatiques

Jun 16, 2023

19 avril 2018

11:10

Le traitement bien connu de l'asthme - un médicament anti-inflammatoire délivré par un aérosol-doseur (MDI) - est connu pour être très efficace, lorsqu'il est correctement administré. Malheureusement, comme les professionnels de la santé ne le savent que trop bien, l'adhésion des patients aux directives strictes d'utilisation d'un inhalateur pour l'asthme est très variable.

SmartAir, un fabricant d'équipements liés à la santé basé en Irlande du Nord, a développé Airbrio, qui enregistre les données associées à l'utilisation d'un inhalateur par un asthmatique et fournit un « score de conformité » qui permet à l'utilisateur d'apprendre lui-même à améliorer sa technique d'inhalation.

La technologie de gestion respiratoire Airbrio repose sur un capteur de pression différentielle précis et robuste fourni par First Sensor. Cet exemple d'application décrit le fonctionnement d'Airbrio et les attributs importants du capteur de pression qui ont aidé SmartAir à mettre en œuvre avec succès la technologie.

Inhalation incohérente et incorrecte des patients

Le manuel d'instructions d'un MDI décrit clairement le processus approprié pour administrer un médicament contre l'asthme standard. Une technique correcte nécessite une inhalation lente, régulière et profonde sur une période de temps définie afin d'épuiser complètement la chambre d'admission du MDI et de transmettre la totalité de la dose aux poumons.

Il est clair qu'un médecin ou une infirmière ne peut pas être aux côtés du patient à chaque fois qu'une dose est requise : l'utilisation d'un inhalateur-doseur par les patients n'est normalement pas supervisée. Donc, si un patient ne parvient pas à apprendre correctement la technique d'inhalation lorsqu'il reçoit un inhalateur à doseur pour la première fois, ou développe de mauvaises habitudes dans son utilisation d'un inhalateur à doseur, ou oublie une ou plusieurs des exigences pour une inhalation appropriée, il n'y a jusqu'à présent aucune méthode pour alerter l'utilisateur. à leurs erreurs. Cela signifie que ni le patient ni son médecin ne sauront qu'ils ne reçoivent potentiellement qu'une petite fraction de chaque bouffée de médicament d'un inhalateur à doseur.

Il est clair que ces risques affectent négativement le jugement du médecin quant à savoir si le médicament est efficace ou approprié pour le patient, ou quant à la quantité de la dose prescrite.

Les défauts courants lors de l'utilisation d'un MDI incluent :

Système d'avertissement simple

SmartAir combine la technologie de détection et de l'électronique avec une interface utilisateur simple. Airbrio peut être utilisé avec des MDI standard et des dispositifs d'espacement leaders du marché, et enregistre les données relatives aux inhalations du patient.

AIRBRIO peut être utilisé avec des MDI standards

Il convertit ensuite les données enregistrées en un guide de style "feux de signalisation" pour l'utilisateur : lors de l'inhalation correcte, des lumières vertes s'affichent sur l'unité Airbrio, directement dans la ligne des yeux de l'utilisateur. Les voyants passent à l'orange ou au rouge si le taux d'inhalation tombe en dessous de son niveau optimal. Les voyants affichent également un signal « Stop » lorsque le processus d'administration du médicament est correctement terminé.

Airbrio comprend une liaison sans fil Bluetooth vers une application pour smartphone qui permet au patient et à son médecin de suivre facilement l'utilisation réelle du MDI par l'utilisateur par rapport à la fréquence prescrite au fil du temps, ainsi que les scores d'inhalation pour chaque utilisation de MDI.

Mesure précise de la pression différentielle

La clé du fonctionnement de l'Airbrio est la détection précise du flux d'air de l'extérieur à travers la chambre d'admission dans les voies respiratoires du patient.

Pour y parvenir, Smartair a opté pour l'utilisation d'un capteur de pression d'air différentiel : en mesurant dans le temps la chute de pression d'air dans la chambre d'admission par rapport à l'atmosphère lors de l'inspiration, le système peut calculer le volume d'air inhalé et la vitesse du flux d'air . Les algorithmes développés par SmartAir convertissent les données enregistrées en feux de guidage en temps réel et en score de conformité en ligne.

Pour fournir la fonction de détection de pression, SmartAir a choisi un module de capteur différentiel intégré de la série LDE de First Sensor. Les modules de la série LDE sont fournis soit sous la forme d'un boîtier traversant DIP, soit sous la forme d'une unité de montage en surface à assembler sur la carte de l'utilisateur. Ils sont entièrement calibrés en usine et disposent d'une compensation de température intégrée.

La conception Airbrio utilise une version avec une sortie analogique (tension variable), mais une sortie numérique sur une interface périphérique série est également disponible.

L'attrait de la série LDE dans la conception Airbrio était d'abord sa facilité d'utilisation : le module est fourni avec deux ports prêts à l'emploi pour la connexion à la tubulure de l'appareil hôte, et ne nécessite aucun composant électronique externe supplémentaire.

La haute performance du capteur était l'autre raison importante de sa sélection par SmartAir : il combine une sensibilité élevée avec une précision sur une large plage dynamique.

Ces attributs étaient nécessaires car la conception de SmartAir pour l'Airbrio doit être adaptée à une utilisation par des patients de tout âge : cela lui permet d'éviter le coût de développement de deux modèles distincts, l'un pour les adultes et l'autre pour les enfants.

Mais la conception unique est plus difficile à mettre en œuvre : Airbrio doit être capable d'enregistrer des données pour la chute de pression relativement importante dans la chambre d'admission créée lorsqu'un adulte adulte inhale profondément, et la chute beaucoup plus petite générée par les inhalations plus légères d'un petit enfant.

Et les variations de pression enregistrées dans le temps, que le processeur Airbrio convertit en une valeur pour le volume d'air inhalé, doivent maintenir une précision totale garantie d'au moins ± 5 %. Il s'agit d'une valeur au niveau du système, de sorte que le budget de précision du capteur seul devait fournir une certaine marge pour les erreurs et le bruit ailleurs dans le système.

La sortie analogique du module capteur choisi par SmartAir, le LDES250B, maintient une précision supérieure à ±0,75 % sur sa plage de mesure pleine échelle de 0 Pa à ±250 Pa (voir Figure 2). L'effet des changements de température sur la précision est limité à un maximum de ±1,75 % sur une plage de 5 °C à 55 °C.

Airbrio contribue désormais à améliorer la technique d'inhalation des utilisateurs

Airbrio est maintenant en production, et son interface utilisateur «feux de signalisation» et l'application pour smartphone associée permettent aux utilisateurs de gérer leur utilisation de leur MDI en temps réel et de conserver un dossier en ligne au fil du temps pour un examen périodique avec leur médecin.

Le Dr Jim Harkin, co-fondateur et directeur de la technologie de SmartAir, a déclaré : « SmartAir est une start-up, et notre succès dépend de notre capacité à commercialiser rapidement un produit révolutionnaire de haute qualité. Le module First Sensor nous a aidés à atteindre cet objectif : non seulement il était très facile à intégrer dans l'Airbrio, à la fois électriquement et mécaniquement, mais son excellente précision nous a donné un budget de bruit important pour le reste de la conception du système, nous donnant une grande flexibilité dans le choix et l'utilisation des autres composants du système.'

19 avril 2018

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