Obiettivo

ReSPIRO, coniugando l’individuazione di tecnologie pervasive, anche ricorrendo alla micro e nano elettronica, e la realizzazione di dispositivi, intende perseguire due obiettivi strategici:

  • gestire la patologia mediante l’integrazione dei percorsi di cura considerando, in particolare, le interfacce tra ospedale, ambulatorio, medico di medicina generale, sistema integrato di assistenza sociale, ruolo dei caregiver;
  • controllare i parametri legati allo stato di salute del paziente pneumologico a domicilio, anche mediante lo sviluppo e l’adozione di specifici sensori di “valutazione” del respiro, l’integrazione con dispositivi per l’auto- ed il tele- monitoraggio dei parametri fondamentali e con sistemi per il monitoraggio della compliance alla terapia.

Tecnologie

Numerosi sono i dispositivi medicali commerciali che gestiscono la ventilazione meccanica controllata con e senza intubazione tracheale. Molti di tali sistemi di ventilazione disponibili sul mercato forniscono un indispensabile sistema di monitoraggio dei parametri fisiologici del paziente utili anche per la valutazione dei parametri funzionali e della loro evoluzione nel tempo: a) uno spirometro, con sensore posto sulla linea espiratoria, per la misura dei volumi espirati dal paziente; b) un capnometro, per la determinazione del valore di CO2 di fine espirazione; c) il monitoraggio dell’ECG, d) della temperatura, e) della ventilazione, f) della saturazione di ossigeno nel sangue. Nessun dispositivo utilizzato dalla concorrenza permette però una integrazione del monitoraggio dei parametri del paziente sotto ventilazione con una piattaforma di gestione in remoto; inoltre, nessun dispositivo in commercio integra la misura di CO2 con quelle innovative operate da un Naso Elettronico o da un sensore di ossido nitrico (NO) marker di stati infiammatori ricorrenti in pazienti con la patologia in esame. Attualmente le tecnologie utilizzate dai competitors presenti sul mercato, a livello domiciliare, non permettono il monitoraggio integrato dei parametri prettamente respiratori e più precisamente dell’ O2, della Co2 ed eventualmente dell’ No (in caso di trattamento di pazienti con ipertensione polmonare). I ventilatori polmonari domiciliari, di alta fascia, attualmente sono in grado di misurare in maniera alquanto approssimativa, il volume espirato al fine di consentire al medico utilizzatore di valutare il corretto scambio.

Si svilupperà tra l’altro anche un dispositivo sensoristico modulare (Smart Breath) per l’analisi dell’espirato di pazienti con insufficienza respiratoria cronica che comprenda i seguenti moduli: a. Naso elettronico basato su sensori chemoresistivi ; b. Sensore di CO2 ad infrarosso; c. Sensore di O2 paramagnetico; d. Sensore elettrochimico di ossido nitrico (NO), secondo le specifiche fornite. Per il modulo a) si svilupperanno array di sensori chimici resistivi miniaturizzati su micromembrane di silicio basati su nanomateriali innovativi con proprietà di sensibilità ai composti organici volatili presenti in basse concentrazioni nell’espirato. Per i moduli b), c) e d) si utilizzerà componentistica commerciale progettando la necessaria elettronica di controllo e acquisizione del segnale. I diversi moduli verranno progettati così da essere integrati in un unico dispositivo prototipale pensato per essere connesso sia in modalità off-line che in-line al ventilatore. Il prototipo potrà essere usato stand-alone o connesso ad un PC con un programma di gestione e raccolta dei dati. Si studierà, inoltre, la possibilità di progettare Smart Breath come un componente accessorio dell’apparato di ventilazione assistita ampliando le funzionalità dello stesso e la gestione della ventilazione con informazioni aggiuntive sullo stato reale della ventilazione polmonare.