Advanced technology poised to help millions of COPD sufferers / Tecnologia avanzata pronta ad aiutare milioni di persone affette da COPD
Advanced technology poised to help millions of COPD sufferers / Tecnologia avanzata pronta ad aiutare milioni di persone affette da COPD
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is a condition with a significant burden on patients, as well as the economy and society. It is one of the most costly inpatient conditions that the NHS treats, with a direct healthcare cost of COPD estimated at over £800 million a year.
COPD describes a group of lung conditions that make it difficult to empty air out of the lungs because the airways have been narrowed. This causes breathlessness, frequent chest infections, persistent wheezing and a stubborn chesty cough. In the UK alone 1.2 million people live with diagnosed COPD yet millions of people still remain undiagnosed – the ‘missing millions’ range between 1.8 – 2 million in the UK alone.
COPD can’t be cured or reversed. But for many people the right treatment can help keep it under control, so it doesn’t severely stop them from going about their daily lives.
This is where new technology can help, as highlighted in a new report by the National Institute for Health Research (NIHR) in collaboration with the Hamlyn Centre, Imperial College London.
Implantable and wearable medical devices for monitoring COPD could see patients treated earlier at home, reducing the decline in their lung function and improving their quality of life, and cutting the cost of hospital stays.
In the case of ‘smart textiles’ (where vests or t-shirts have circuits and sensors weaved into the fabric) recent studies have proposed the use of textile sensing to estimate the amount of air inhaled, exhaled and stored within the lungs at any given time for COPD patients. Any changes in the amount could help spot an imminent flare-up.
And when it comes to the development of implantable technologies, endobronchial valves and coils (small devices implanted in the airway) currently being used help remove the effect of trapped air in ineffective lungs and remove the need for highly invasive surgery.
For example, it is possible to develop flexible electronics with new materials and nanoscale resolution 3D printing, combined with advanced processing for developing new flexible and stretchable sensors.
New endobronchial values have been developed with shape memory alloys for guiding disease tissue folding and restoring elasticity. This is suitable for treating homogeneous emphysema induced hyperinflation in areas with colateral ventilation.
There are also efforts to develop smart materials that can be instilled into emphysematous alveoli, sealing off the targeted region to prevent hyperinflation. These devices also need to be reliable and provide relevant and accurate information that improves diagnosis and treatment.
Devices and monitoring systems also need to be designed to take advantage of wireless devices such as smartphones already adopted by users.
Then there is the issue of compliance. Medical devices have to conform to rigorous FDA and EU regulations and must have the CE-mark to base clinical decisions on their measurements.
Some critical challenges in translating these technologies include safety aspects, long-term reliability and stability of device performance, minimising follow-up calibration and maintenance, as well as cost of device production and of the surgical procedure (in the case of implantable devices).
The long-term nature of COPD care also requires a strong commitment to continually manage the disease. This is why, with the exception of a few people who go to hospital for treatment, COPD should be managed in the community, and why medical devices should be tailored for home use.
This fits with the proposed shift from the current reactive care to a preventative medicine, that predicts the probability of disease, is personalised to the patient, and involves the patient in decisions around treatment options.
Yet, despite the commercial availability of numerous wearable devices, there is still a lack of viable tools to enable patients to self-manage COPD. While the necessary sensing technology is available and sufficiently mature, dedicated integrated systems that provide useful metrics and real-time feedback are still being developed and trialled.
Clinicians who have direct experience in the use of these devices must be involved in the process, otherwise there is a risk in academia for research that doesn’t meet the needs of patients.
The good news, though, is that patients, research study teams and companies have already worked together to test these new technologies. This must continue.
And let’s not forget, more tech doesn’t necessarily mean better care. The most important question to be asked of any implantable and wearable device is this: does it benefit the patient? Concrete evidence of patient benefit remains a major hurdle to translating technology into clinical practice.
If we are to reap the rewards of emerging technology in COPD more patient research is crucial – improving the health of patients and saving the NHS money depend on it.
ITALIANO
La nuova tecnologia offre speranza a milioni di persone affette da BPCO, ma alcuni ostacoli chiave ostacolano il suo uso clinico diffuso scrivono il professor Guang-Zhong Yang (direttore dell'Imperial College London Hamlyn Center) e il dott. Anthony De Soyza (NIHR National Specialty Lead for Disturbi respiratori)
La broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) è una condizione con un carico significativo per i pazienti, così come per l'economia e la società. È una delle più costose condizioni ospedaliere trattate dal NHS, con un costo sanitario diretto della BPCO stimato in oltre 800 milioni di sterline all'anno.
La BPCO descrive un gruppo di condizioni polmonari che rendono difficile svuotare l'aria dai polmoni perché le vie aeree sono state ristrette. Ciò causa dispnea, frequenti infezioni al torace, sibilo persistente e tosse sempre più ostinata. Solo nel Regno Unito 1,2 milioni di persone convivono con una BPCO diagnosticata, ma milioni di persone rimangono ancora non diagnosticate: la "perdita di milioni" varia tra 1,8 e 2 milioni nel solo Regno Unito.
La BPCO non può essere curata o invertita. Ma per molte persone il trattamento giusto può aiutare a tenerlo sotto controllo, quindi non impedisce loro di andare avanti nella loro vita quotidiana.
È qui che le nuove tecnologie possono aiutare, come evidenziato in un nuovo rapporto dell'Istituto nazionale per la ricerca sanitaria (NIHR) in collaborazione con l'Hamlyn Center, l'Imperial College di Londra.
I dispositivi medici impiantabili e indossabili per il monitoraggio della BPCO potevano vedere i pazienti trattati in precedenza a casa, riducendo il declino della loro funzionalità polmonare e migliorando la loro qualità di vita e riducendo il costo delle degenze ospedaliere.
I pazienti con BPCO sperimentano episodi di riacutizzazione, un peggioramento della condizione comune. Questi sono causati da fattori scatenanti come batteri, virus e sostanze inquinanti che infiammano le vie aeree. Un semplice dispositivo portatile potrebbe consentire ai pazienti di identificare quando la loro condizione è in peggioramento e ricevere cure a casa.
Nel caso di "tessuti intelligenti" (dove gilet o t-shirt hanno circuiti e sensori intrecciati nel tessuto) recenti studi hanno proposto l'uso del sensing tessile per stimare la quantità di aria inalata, espirata e immagazzinata nei polmoni in ogni dato tempo per i pazienti con BPCO. Eventuali modifiche del valore di aria inalata potrebbero aiutare a individuare una riacutizzazione imminente.
E quando si tratta dello sviluppo di tecnologie impiantabili, le valvole e le bobine endobronchiali (piccoli dispositivi impiantati nelle vie aeree) attualmente in uso aiutano a rimuovere l'effetto di aria intrappolata nei polmoni inefficaci e rimuovono la necessità di interventi chirurgici altamente invasivi.
È chiaro che il potenziale della tecnologia per migliorare la qualità della vita di un paziente è enorme. Ma al fine di massimizzare il loro potenziale clinico e l'impatto, i dispositivi medici BPCO devono essere comodi da indossare, facili da usare ed economici.
Ad esempio, è possibile sviluppare elettronica flessibile con nuovi materiali e una stampa 3D a risoluzione nanometrica, combinata con un'elaborazione avanzata per lo sviluppo di nuovi sensori flessibili ed estensibili.
Nuovi dispositivi endobronchiali sono stati sviluppati con leghe a memoria di forma per guidare la piegatura del tessuto patologico e ripristinare l'elasticità. Questo è adatto per il trattamento dell'iperinflazione omogenea indotta da enfisema in aree con ventilazione laterale.
Ci sono anche sforzi per sviluppare materiali intelligenti che possono essere instillati in alveoli enfisematosi, sigillando la regione mirata per prevenire l'iperinflazione. Questi dispositivi devono anche essere affidabili e fornire informazioni pertinenti e accurate che migliorano la diagnosi e il trattamento.
Dispositivi e sistemi di monitoraggio devono anche essere progettati per sfruttare i dispositivi wireless come gli smartphone già adottati dagli utenti.
Poi c'è il problema della conformità. I dispositivi medici devono essere conformi alle rigorose normative FDA e UE e devono avere il marchio CE per basare le decisioni cliniche sulle loro misurazioni.
Alcune sfide critiche nella traduzione di queste tecnologie includono aspetti di sicurezza, affidabilità a lungo termine e stabilità delle prestazioni del dispositivo, riducendo al minimo la calibrazione e la manutenzione del follow-up, nonché i costi di produzione del dispositivo e della procedura chirurgica (nel caso di dispositivi impiantabili).
La natura a lungo termine della cura della BPCO richiede anche un forte impegno a gestire continuamente la malattia. Questo è il motivo per cui, con l'eccezione di alcune persone che vanno in ospedale per il trattamento, la BPCO dovrebbe essere gestita nella comunità in quanto i dispositivi medici dovrebbero essere adattati all'uso domestico.
Ciò si adatta allo spostamento proposto dall'attuale terapia reattiva a una medicina preventiva, che prevede la probabilità di malattia, è personalizzata per il paziente e coinvolge il paziente nelle decisioni relative alle opzioni di trattamento.
Tuttavia, nonostante la disponibilità commerciale di numerosi dispositivi indossabili, mancano ancora strumenti validi per consentire ai pazienti di autogestire la BPCO. Mentre sono disponibili la necessaria tecnologia di rilevamento e sistemi integrati sufficientemente maturi, sono ancora in fase di sviluppo e sperimentazione sistemi dedicati che forniscano utili metriche e feedback in tempo reale.
Indubbiamente, ci sono alcuni eccitanti sviluppi nell'area della BPCO che offrono speranza a circa tre milioni di persone che vivono con la malattia. Ma c'è ancora molto da fare. L'università e l'industria devono collaborare per garantire che i dispositivi medici sviluppati siano clinicamente applicabili.
I medici che hanno esperienza diretta nell'uso di questi dispositivi devono essere coinvolti nel processo, altrimenti c'è il rischio nel mondo accademico per la ricerca che non soddisfi i bisogni dei pazienti.
La buona notizia, tuttavia, è che i pazienti, i gruppi di studio di ricerca e le aziende hanno già collaborato per testare queste nuove tecnologie. Questo deve continuare.
E non dimentichiamo, più tecnologia non significa necessariamente una cura migliore. La domanda più importante da porre su qualsiasi dispositivo impiantabile e indossabile è questa: giova al paziente? La prova concreta del beneficio del paziente rimane un grosso ostacolo alla traduzione della tecnologia nella pratica clinica.
Se vogliamo raccogliere i frutti della tecnologia emergente nella BPCO, una maggiore ricerca dei pazienti è cruciale: il miglioramento della salute dei pazienti e il risparmio del denaro dell'NHS dipendono da questo.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/technology-copd-sufferers/?cmpid=tenews_4360200&adg=CA40D8F0-63B9-4BE1-90A0-3379B1DDE40E
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