ES2921606T3 - Método para medir las características de flujo en un inhalador, inhalador y sistema. - Google Patents

Método para medir las características de flujo en un inhalador, inhalador y sistema. Download PDF

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Abstract

La presente invención se relaciona con un método para medir al menos una característica de flujo de inhalación en un inhalador, en el que una cápsula que contiene una formulación se encuentra en el inhalador, el método que comprende los pasos de detectar una característica de impacto relacionada con los impactos de la cápsula en el inhalador y correlacionando la función de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación. La presente invención también se relaciona con un inhalador adaptado para aerosolizar una formulación contenida en una cápsula, en la que el inhalador comprende un sensor para detectar una característica de impacto relacionada con los impactos de la cápsula en el inhalador y un procesador para correlacionar la característica de impacto a al menos un uno al menos uno en un uno. característica de flujo de inhalación. La presente invención también se relaciona con un sistema que comprende un inhalador adaptado para aerosolizar una formulación contenida en una cápsula y un dispositivo de computación externo del inhalador, en el que el inhalador comprende un sensor para detectar una característica de impacto relacionada con los impactos de la cápsula en el inhalador y Un medio de transmisión de recepción de datos para recibir y transmitir datos desde y hacia el dispositivo informático externo, en el que el dispositivo informático externo también comprende medios transmitentes de recepción de datos para recibir y transmitir datos desde y hacia el inhalador, en el que el inhalador y/o/o El dispositivo informático externo comprende medios de procesamiento para correlacionar la función de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método para medir las características de flujo en un inhalador, inhalador y sistema
Campo de la invención
La presente invención se refiere a inhaladores. En particular, la presente invención se refiere a un método para medir las características de flujo de un flujo suministrado a un inhalador, a un inhalador correspondiente y a un sistema correspondiente.
Los inhaladores son conocidos, por ejemplo, por el documento WO 2005/113042 A1. Este documento divulga un inhalador que tiene una cámara en la que se puede colocar una cápsula que contiene una formulación. Una vez que la cápsula se coloca en el inhalador, se puede cerrar el inhalador. La cápsula puede perforarse con unas respectivas agujas. A continuación, un usuario puede colocar la boquilla del inhalador en su boca e inhalar. Esto crea un flujo de aire que hace que la cápsula gire en la cámara para liberar la formulación en el usuario.
En esta configuración, sería deseable obtener información sobre la respiración del usuario, es decir, sobre las características de la inhalación del usuario. Tales características pueden incluir, por ejemplo, la duración de la inhalación, el volumen total de inhalación, el caudal volumétrico máximo durante la inhalación y el perfil de caudal volumétrico. Por medio de tales características de la inhalación del usuario, se puede evaluar la eficacia de la inhalación, es decir, se puede evaluar si el inhalador se ha utilizado de tal manera que la formulación se haya aerosolizado lo suficiente.
Los documentos de patente EP2686049 y US2015/196724 divulgan inhaladores.
A la luz de lo anterior, un objeto de la presente invención es proporcionar un método para obtener características de la inhalación del usuario, particularmente en un inhalador basado en cápsulas. También es un objeto de la presente invención proporcionar un inhalador correspondiente y un sistema correspondiente.
Estos objetos se consiguen mediante el método para medir al menos una característica del flujo de inhalación, el inhalador y el sistema de la presente invención como se definen en las reivindicaciones adjuntas.
De acuerdo con un primer aspecto, la presente tecnología se refiere a un método para medir al menos una característica de flujo de inhalación en un inhalador. En el inhalador hay una cápsula que contiene una formulación. En concreto, la formulación puede ser una formulación farmacéutica. Una cápsula se refiere a un recipiente que puede moverse libremente (por ejemplo, girar) cuando se encuentra situado en el inhalador. El método comprende las etapas de detectar una característica de impacto respecto a los impactos de la cápsula en el inhalador y correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación. Dicho de otra forma, se puede hacer que la cápsula gire en el inhalador. Este giro puede efectuarse, en concreto, después de que se haya abierto la cápsula. A continuación, el usuario puede inhalar, lo que puede hacer que la cápsula gire y libere su formulación. Cuando gira, la cápsula impacta sobre el inhalador, por ejemplo, en las paredes internas del inhalador. Dichos impactos se pueden detectar mediante el presente método, por ejemplo, con un sensor de impacto. Un ejemplo no limitante es el sonido que puede ser detectado por un micrófono. Es decir, la cápsula impacta sobre el inhalador y provoca un sonido (una característica de impacto). La presente tecnología relaciona esta característica de impacto generada por una cápsula giratoria con una característica de flujo, por ejemplo, el flujo instantáneo.
Tal método y el correspondiente inhalador y sistema pueden ser ventajosos por varias razones. Este permite obtener información adicional relacionada con el flujo de manera conveniente y sin requerir ningún trabajo adicional por parte del usuario. Es decir, se detecta la característica de impacto (por ejemplo, el sonido) generada por la cápsula giratoria y se utiliza como medida para una característica de flujo (por ejemplo, flujo instantáneo, volumen de flujo).
Como se ha comentado, la característica de impacto puede ser un sonido generado por los impactos de la cápsula sobre el inhalador. Esta característica de impacto se puede detectar fácilmente, por ejemplo, por medio de un micrófono.
Correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación comprende determinar al menos un atributo de la característica de impacto detectada y relacionar al menos un atributo de la característica de impacto detectada con al menos una característica de flujo de inhalación.
El al menos un atributo comprende un valor medio de la característica de impacto, un valor pico de la característica de impacto y/o una duración de la característica de impacto por encima de un umbral. Tales características de impacto pueden obtenerse de forma sencilla y pueden permitir una derivación conveniente y simple de la característica de flujo de inhalación (por ejemplo, flujo de inhalación instantáneo).
El al menos un atributo puede comprender dos o tres de los atributos mencionados en el párrafo anterior y al menos una característica del flujo de inhalación se puede determinar mediante una combinación de los atributos. Esta combinación de atributos puede producir un resultado más completo y mejorado que cuando se usa solo un atributo.
El al menos un atributo puede comprender un valor pico y medio de la característica de impacto, un recuento de picos de la característica de impacto, la varianza de la característica de impacto y/o la curtosis de la característica de impacto. Dichos valores estadísticos de la característica de impacto pueden ser particularmente ventajosos de utilizar. La cápsula que gira en el inhalador impacta sobre el inhalador, como se ha comentado. Dichos impactos pueden causar picos de señales diferenciados en la característica de impacto. Se apreciará que una cápsula que impacte sobre el inhalador provocará un "traqueteo" distintivo, es decir, un pico en la señal de sonido. Es decir, una cápsula que gira en el inhalador e impacta sobre el inhalador provoca picos distintos en la señal, que provocan resultados distintos de los atributos comentados en este párrafo (valor pico y medio, recuento de pico, varianza y curtosis). Esta es la razón por la que estos atributos de la característica de impacto son particularmente adecuados para obtener las características de flujo de inhalación de los impactos de una cápsula giratoria. Con especial referencia a la curtosis y la varianza de la característica de impacto, también se puede hacer referencia al documento EP 2686049 B1, donde se describe que estos atributos se utilizarán para detectar la presencia de una cápsula (y, sin embargo, no para obtener una característica de flujo).
De nuevo, se pueden usar dos, tres o cuatro de los atributos comentados en el párrafo anterior y la característica de flujo de inhalación (por ejemplo, el flujo instantáneo) se puede determinar mediante una combinación de dichos atributos, lo que puede derivar en un resultado mejorado y más completo.
La correlación de la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación puede comprender dividir la característica de impacto detectada en intervalos de tiempo, determinar el al menos un atributo de la característica de impacto detectada para los intervalos de tiempo y relacionar la al menos un atributo de la característica de impacto detectada con un flujo para cada intervalo de tiempo. Los intervalos de tiempo pueden tener una duración en el rango de 10 ms a 500 ms, preferentemente de 100 ms a 300 ms y aún más preferentemente de 150 ms a 250 ms. Esto puede reducir los requisitos de almacenamiento de datos necesarios, ya que solo es necesario almacenar un número limitado de valores, número que puede reducirse a la situación en la que la característica de impacto se detecte de forma continua y la característica de flujo, por ejemplo, el flujo, se determine de forma continua. Esto puede permitir que el propio inhalador sea el que realice estas etapas, sin que sea necesario que el inhalador tenga un medio de procesamiento y almacenamiento de datos sofisticado.
Las etapas para detectar una característica de impacto y correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación con sus subetapas se pueden realizar en una pluralidad de inhalaciones, para así llegar a una pluralidad de flujos de cada intervalo de tiempo, en donde la pluralidad de los flujos de cada intervalo de tiempo se combina en un flujo combinado en cada intervalo de tiempo. De nuevo, esto puede hacer que el método sea más completo. La pluralidad de inhalaciones puede ser de al menos 3, preferentemente de al menos 5 y más preferentemente de al menos 10 inhalaciones.
La al menos una característica de flujo de inhalación comprende al menos uno de un flujo de inhalación pico, una duración de flujo de inhalación y un volumen de flujo de inhalación. Tales características de flujo de inhalación se pueden almacenar localmente en el inhalador. Tales características pueden ser de especial interés tanto para el usuario como para el médico para controlar el uso correcto del inhalador. La al menos una característica de flujo de inhalación puede comprender dos o tres de las características enumeradas anteriormente.
La al menos una característica de flujo de inhalación puede visualizarse en el inhalador. Esto puede proporcionar al usuario una retroalimentación directa y conveniente con respecto al uso correcto del inhalador y, por lo tanto, puede mejorar el compromiso y el cumplimiento del tratamiento por parte del usuario, así como el uso correcto del inhalador.
El método puede comprender el envío de datos relacionados con la característica de impacto o la al menos una característica de flujo de inhalación a un dispositivo que sea externo al inhalador. Dicho de otra forma, los datos relacionados con la característica de impacto, por ejemplo, el sonido grabado, o al menos una característica de flujo de inhalación, por ejemplo, parámetros de sonido, pueden enviarse o "transmitirse en directo" a un dispositivo externo, como un teléfono inteligente u otro dispositivo inteligente. Esto puede tener la ventaja de que las aplicaciones ("Apps") se pueden cambiar más fácilmente y, por lo tanto, los posibles cambios y/o actualizaciones del algoritmo del método serían más simples. Además, un médico puede utilizar los datos para controlar el uso correcto del inhalador y el cumplimiento del tratamiento por parte del usuario.
La etapa de correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación la puede realizar al menos parcialmente el dispositivo externo. Como ejemplo, el inhalador puede enviar los datos comentados a un dispositivo externo (por ejemplo, un teléfono inteligente, un ordenador, una tableta u otro dispositivo "inteligente"), dispositivo externo que luego puede realizar el procesamiento de datos posterior. Esto puede reducir la necesidad de uso de un posible medio de procesamiento de datos en el inhalador, haciendo que el inhalador sea relativamente simple y económico.
No obstante, la etapa de correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación la puede realizar el inhalador, en caso de que se desee un dispositivo autónomo.
El método puede comprender además la etapa de filtrar la frecuencia de la característica de impacto antes de correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación, en donde el filtrado preferentemente evita que pasen las señales en el rango de frecuencia por debajo de 3 kHz y por encima de 15 kHz y, más preferentemente, en donde el filtrado evita que pasen señales por debajo de 4,5 kHz y por encima de 10 kHz. Se ha descubierto que las señales en los rangos descritos son particularmente representativas de los impactos generados por la cápsula al impactar en el inhalador y que, por medio del filtrado de frecuencia descrito anteriormente, se pueden filtrar otros ruidos (como el ruido ambiental y el ruido del flujo de aire) para no comprometer los resultados.
El método también puede comprender hacer que la cápsula gire en el inhalador e impacte sobre el inhalador. En concreto, esto se puede hacer si un usuario inhala.
La presente tecnología también se refiere a un uso del método descrito anteriormente, en donde el método se realiza al menos parcialmente de forma simultánea al suministro de la formulación al usuario del inhalador. Es decir, la cápsula se puede abrir y la cápsula puede liberar la formulación durante el giro.
La presente tecnología también se refiere a un uso del método, comprendiendo el uso tener en cuenta la al menos una característica de flujo de inhalación para controlar que el usuario cumpla con el tratamiento. Es decir, se puede controlar la constancia con la que el usuario utiliza un inhalador y si el uso lo realiza conforme a una prescripción médica.
La presente tecnología también se refiere a un uso del método, comprendiendo el uso tener en cuenta la al menos una característica de flujo de inhalación para controlar el estado de salud del usuario. Es decir, por ejemplo, por medio del flujo de inhalación pico que es capaz de realizar un usuario, por medio del volumen total del flujo de inhalación y su duración, se puede controlar el estado de salud del usuario. Por ejemplo, un usuario que sufre de asma puede producir características de flujo de inhalación diferentes a las de un usuario sano que respira con normalidad. Mediante este uso, por ejemplo, puede controlarse el desarrollo a largo plazo de un estado de salud y/o una enfermedad.
En los usos descritos en los dos párrafos anteriores, se puede tener en cuenta la al menos una característica de flujo de inhalación para una pluralidad de inhalaciones. Por lo tanto, pueden controlarse a lo largo del tiempo el cumplimiento del tratamiento por parte del usuario y/o el estado de salud del usuario.
La presente tecnología también se refiere a un inhalador. El inhalador está adaptado para aerosolizar una formulación contenida en una cápsula y el inhalador comprende un sensor para detectar una característica de impacto relacionada con los impactos de la cápsula sobre el inhalador y un procesador para correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación. Este inhalador tiene las ventajas correspondientes a las ventajas comentadas anteriormente con respecto al método.
El sensor puede ser un micrófono. El micrófono (o más generalmente: el sensor) puede montarse de manera fija o permanente en el inhalador, es decir, es posible que un usuario no pueda separar el sensor del inhalador sin romper la conexión entre los dos. El procesador del inhalador se puede adaptar para llevar a cabo cualquiera de las etapas relacionadas con el procesamiento de datos y/o la correlación de la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación, como se comentó anteriormente. Es decir, el medio de procesamiento de datos puede realizar cualquiera de los cálculos comentados con anterioridad.
El inhalador puede comprender un medio de recepción y transmisión de datos para recibir y transmitir datos desde y a un dispositivo externo, por ejemplo, a un dispositivo inteligente externo.
La presente tecnología también se refiere a un sistema que comprende un inhalador adaptado para aerosolizar una formulación contenida en una cápsula y un dispositivo informático externo del inhalador, en donde el inhalador comprende un sensor para detectar una característica de impacto relacionada con los impactos de la cápsula sobre el inhalador y un medio de recepción y transmisión de datos para recibir y transmitir datos desde y al dispositivo informático externo, en donde el dispositivo informático externo también comprende medios de recepción y transmisión de datos para recibir y transmitir datos desde y al inhalador, en donde el inhalador y/o el dispositivo informático externo comprende un medio de procesamiento para correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación.
De nuevo, el sensor puede ser un micrófono.
El medio de procesamiento adaptarse para llevar a cabo cualquiera de las etapas de procesamiento de datos expuestas anteriormente.
Este método, inhalador y sistema permiten controlar convenientemente las características de flujo gracias a los impactos generados por una cápsula que gira dentro del inhalador. Por lo tanto, cumplen con los objetos de la presente invención.
A continuación se describirán realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que
la figura 1 muestra un inhalador;
la figura 2 muestra un gráfico ilustrativo que representa el caudal volumétrico del usuario que inhala de un inhalador; las figuras 3a a 3h muestran gráficos de dispersión de las relaciones detectadas de la media de los cuadrados y de los picos y medias del sonido detectado en diferentes flujos;
las figuras 3i y 3j muestran gráficos que relacionan las relaciones de la media de los cuadrados y de picos y medias del sonido detectado con caudales volumétricos;
las figuras 4a y 4b corresponden a las figuras 3i y 3j y representan unas respectivas líneas de ajuste mejores; la figura 5 muestra un gráfico que representa el perfil de caudal volumétrico real y determinado de un usuario que inhala;
la figura 6 muestra un gráfico que representa la respiración real o la duración de la inhalación frente al número de bloques de sonido representativos de 200 ms que superan un umbral de señal;
las figuras 7a a 7d muestran gráficos que representan el flujo pico de inhalación frente a diferentes atributos del sonido;
las figuras 8a a 8d muestran gráficos que representan el volumen de inhalación frente a diferentes atributos del sonido;
la figura 9 muestra gráficos que representan espectrogramas que representan la potencia de la señal de sonido frente al tiempo y la frecuencia;
la figura 10 muestra un gráfico que representa un caudal instantáneo frente a la tercera raíz de la señal de sonido; la figura 11 muestra un caudal real y tres caudales estimados con la presente tecnología frente al tiempo; y la figura 12 muestra un sistema que comprende un inhalador y un dispositivo informático externo;
la figura 13 muestra un inhalador con una pantalla.
La figura 1 muestra un inhalador 1 (que puede ser un aerosol) que comprende una carcasa de cápsula 2 que contiene una cápsula de medicamento 4. El inhalador 1 comprende una vía de flujo de aire 6 a través de la que fluye el aire durante una acción de flujo de aire. La vía de flujo de aire 6 se extiende desde al menos una entrada de aire 8 hasta una salida 10 y pasa a través de la carcasa de cápsula 2. La entrada 8 entra en la carcasa de cápsula 2 alejándose de una línea central. En este ejemplo, una parte superior 10 de la carcasa de cápsula 2 es sustancialmente cilíndrica y la entrada de aire 8 entra sustancialmente en sentido tangencial a la carcasa de cápsula 2 para hacer que el aire se arremoline dentro de la carcasa de cápsula 2. La parte superior 10 de la carcasa de cápsula 2 tiene una forma sustancialmente cilíndrica con un diámetro mayor que una cápsula 4 contenida en su interior, y una altura mayor que el diámetro de la cápsula, pero menor que la longitud de la cápsula 4. La carcasa de cápsula 2 incluye una parte inferior 12, o compartimento, donde reposa la cápsula 4 en un primer momento. La cápsula 4 contiene una formulación de medicamento en polvo seco 14. El inhalador 1 comprende además un sensor 16, en este caso un micrófono, ubicado adyacente a la parte inferior 12 de la carcasa de cápsula 2. El sensor 16 está acoplado a un procesador 18 que recibe alimentación de una fuente de energía 20; en este caso, una batería.
La carcasa de cápsula 2 está definida por al menos una pared 22 y está configurada de tal manera que cuando hay una cápsula 4 en la carcasa de cápsula 2 y fluye suficiente aire a lo largo de la vía de flujo de aire 6, la cápsula 4 es atraída hacia la parte superior 10 de la carcasa de cápsula 2 y gira en el flujo de aire. A medida que la cápsula 4 gira, impacta repetidamente sobre la pared 22 y el sensor 16 está dispuesto de modo que pueda detectar estos impactos dentro de la carcasa de cápsula 2. El sensor 16 genera una señal que indica los impactos. El procesador 18 recibe la señal del sensor 16.
El inhalador 1 también incluye un par de botones actuadores 24 que están acoplados a los elementos de perforación 26. El usuario puede pulsar los botones 24 para hacer que los elementos de perforación 26 perforen orificios en los extremos de una cápsula 4 dispuesta en la parte inferior 12 de la carcasa de cápsula 2. Hay sensores actuadores 28 que pueden generar señales de actuación que indiquen si se ha pulsado o no el botón actuador 24.
El procesador 18 recibe las señales de los sensores 16, 28 y produce una señal de salida que puede indicar una o más de la presencia de una cápsula durante una acción de flujo de aire, el accionamiento de los botones actuadores 24, el uso correcto del inhalador (secuencia y sincronización correctas del accionamiento y una cápsula presente durante una acción de flujo de aire). La salida del procesador 18 y/o la salida sin procesar de los sensores se almacenan en una memoria 30 a la que se puede acceder usando una salida 32, en este caso, un transmisor inalámbrico.
Como se ha comentado, un objeto de la presente invención es obtener información sobre la respiración del usuario del inhalador 1, es decir, información sobre los atributos de flujo. En la figura 2 se muestra un gráfico de flujo ilustrativo (que representa el caudal volumétrico V* frente al tiempo t) de una media respiración, es decir, de un usuario del inhalador 1 que está inhalando. Puede ser de interés extraer dicha información sobre la respiración, es decir, la duración de la inhalación, el caudal volumétrico máximo, el volumen total de inhalación, por ejemplo, para determinar la eficacia con la que se ha utilizado el inhalador 1. Además, esto también permite el aprendizaje y entrenamiento del paciente.
La invención utiliza los ruidos generados por la cápsula giratoria 4 para extraer información sobre el caudal volumétrico, es decir, la respiración del usuario. Estos ruidos (también llamados sonido) son medidos por el sensor 16, que aquí es un micrófono. Sin embargo, también se pueden usar otros sensores de impacto.
A continuación, se describirá cómo se puede realizar la calibración con referencia a las figuras 3a a 3h. Para calibrar el inhalador 1, se suministra al inhalador 1 un flujo controlado, es decir, un flujo que tiene un caudal volumétrico predeterminado, por ejemplo, un caudal volumétrico de 25 l/min,50 l/min, 75 l/min, 100 l/min o 125 l/min. Para hacerlo, se coloca una fuente de succión en la parte superior 10 y se suministra una succión predeterminada en la vía de flujo de aire 6, que da como resultado el caudal volumétrico predeterminado.
Con un flujo de aire predeterminado suministrado al inhalador 1, se mide un sonido generado por la cápsula giratoria 1 por medio del sensor 16 (por ejemplo, un micrófono, aunque también se podrían usar otros sensores de impacto). Esto da como resultado una señal de sonido.
La señal de sonido (es decir, el sonido frente al tiempo) se divide en diferentes secciones de tiempo (también denominadas secciones, intervalos o bloques). Cada sección tiene una duración predeterminada, por ejemplo, de 200 ms. Cada sección de señal de sonido puede tener diferentes atributos de sonido, incluida una señal media, una relación entre pico y media y el recuento de picos.
La señal media puede ser la señal de sonido media detectada en la sección respectiva, es decir, la señal promedio en esta sección (alternativamente, la señal también se puede primero elevar al cuadrado y se puede utilizar el promedio de esta señal al cuadrado como señal media). En cualquier caso, la señal media es una medida de la "intensidad" promedio de la señal dentro de la sección respectiva. Cualquier señal media de este tipo se denominará valor medio del sonido. La relación entre pico y media puede ser la relación entre los picos de la señal y la señal media descrita anteriormente. Los picos de señal pueden corresponder a los casos en los que la cápsula 1 golpea una pared lateral de la carcasa 2 cuando gira. De nuevo, el pico puede compararse directamente con la señal media o los cuadrados de los picos pueden compararse con la señal media de los cuadrados. Cualquier señal de pico y media se denominará valor de pico y media del sonido.
Otro atributo puede ser el recuento de picos dentro de la respectiva sección de tiempo.
Se ha descubierto que los atributos descritos anteriormente dependen del flujo presente en el inhalador. Esto se representa en la figura 3a. Esta figura representa un gráfico que tiene, en la coordenada x, la señal media al cuadrado (en unidades arbitrarias) y, en la coordenada y, la relación entre la señal pico al cuadrado y la señal media al cuadrado. Para obtener este gráfico, se ha utilizado una cápsula de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) y se representan diferentes mediciones de diferentes intervalos.
Los diferentes puntos de medición se refieren a un flujo aplicado de:
• 25 l/min
x 50 l/min
■ 75 l/min
100 l/min
• 125 l/min
Cada punto de medición en la figura 3a corresponde a la evaluación del atributo de la señal media de los cuadrados (en la coordenada x) y el atributo de pico y media (en la coordenada y) en intervalos de 200 ms. Los diferentes símbolos representan los diferentes flujos suministrados al inhalador.
Como puede verse, el flujo de 25 l/min genera señales que tienen valores de la media de los cuadrados relativamente bajos y valores de pico y media relativamente grandes. En términos generales, cuanto mayor sea el flujo, menores serán los valores de la media de los cuadrados y mayores serán las relaciones entre pico y media.
Además, como también se puede ver en la figura 3a, los diferentes intervalos para el flujo de 25 l/min suministrado al inhalador no arrojan todos el mismo resultado, sino que están repartidos tanto en lo que respecta al atributo de la media de los cuadrados como al atributo de pico y media de los cuadrados. Lo mismo se aplica con los otros flujos. Como se puede suponer, esto se debe a que la cápsula 4 no siempre se comporta exactamente de la misma manera cuando se la somete a un flujo y debido al ruido de la señal. En cualquier caso, como ya se puede ver en la figura 3a, existe una clara tendencia a que cuanto mayor sea el flujo suministrado, menor será el atributo de la media de los cuadrados y mayor será el atributo de pico y media de los cuadrados.
Las figuras 3b a 3h representan gráficos respectivos, donde se ha aumentado el número de repeticiones. Es decir, por ejemplo, la figura 3b representa la situación en la que se han realizado dos repeticiones para cada punto de medición. Es decir, cada punto de medición en la figura 3b corresponde al promedio de dos puntos de medición en la figura 3a. Las figuras 3c, 3d, 3e, 3f, 3g y 3h corresponden a la combinación de 3, 4, 5, 10, 20 y 40 puntos de medición, respectivamente.
De nuevo, se observa que el gráfico de la figura 3h se refiere a la información relacionada con el flujo suministrado al inhalador 1 (que determina la marca de los puntos de medición), la media de las señales de sonido al cuadrado y el pico y media de los cuadrados. Como se ha comentado, el punto de medición más a la izquierda y más alto corresponde a un flujo suministrado a 25 l/min y las demás mediciones corresponden a caudales (de izquierda a derecha) de 50, 75, 100 y 125 l/min, respectivamente. Con esta información se puede generar un gráfico que relacione la media de las señales de los cuadrados con el flujo. En la figura 3i se representa el gráfico respectivo. En consecuencia, se puede generar un gráfico que relacione la relación pico y media de los cuadrados con el flujo. En la figura 3j se representa el gráfico respectivo.
Si bien la descripción anterior se ha limitado a los atributos de sonido de las relaciones de la media de los cuadrados y de pico y media, se entenderá que este procedimiento se puede aplicar igualmente en otros atributos, como el recuento de picos.
En todos los gráficos que relacionan un atributo al flujo, se puede proporcionar una función que se ajuste mejor a los valores obtenidos. Dichos gráficos de mejor ajuste tienen los números de referencia 100 y 102 en las figuras 4a y 4b, respectivamente. Estas figuras corresponden en su mayoría a las figuras 3i y 3j descritas anteriormente.
Estas funciones de mejor ajuste 100, 102 se pueden utilizar para obtener una medida del flujo en función del atributo medido.
Por ejemplo, cuando se coloca una cápsula 4 en el inhalador 1 y un usuario inhala, durante un intervalo (por ejemplo, de 200 ms), el atributo de la media de los cuadrados puede ser el indicado por la flecha 104 en la figura 4a.
Simultáneamente, la relación entre pico y media de los cuadrados puede ser la indicada por la flecha 106 en la figura 4b. Así, las funciones de mejor ajuste 100, 102 pueden usarse para obtener estimaciones del flujo correspondiente. En este ejemplo, el flujo correspondiente estimado a través de la medición del ruido de la media de los cuadrados sería de aproximadamente 94 l/min y el flujo estimado por medio de la relación entre pico y media de los cuadrados podría ser de aproximadamente 84 l/min. De nuevo, también se pueden usar otros atributos para determinar estimaciones adicionales del flujo.
Estas estimaciones de flujo individuales se pueden usar para proporcionar una estimación de flujo general. En el ejemplo anterior, se podría usar el promedio de las estimaciones de flujo para llegar a una estimación de flujo común de 89 l/min (sin embargo, las estimaciones de flujo individuales también se pueden combinar de una manera diferente, por ejemplo, proporcionando diferentes pesos a las estimaciones de flujo individuales).
Así, mediante la medición del sonido y mediante la evaluación de sus atributos, se puede obtener una estimación del flujo.
Como se comentó, dicha estimación de flujo se proporciona para intervalos de tiempo específicos, por ejemplo, para intervalos de tiempo de 200 ms. Esto se representa en el gráfico de la figura 5. Este gráfico muestra un perfil de flujo real de un usuario, que es la línea de puntos, y las estimaciones del perfil de flujo, que son las barras que tienen un ancho correspondiente al intervalo (que aquí es de 200 ms).
Como se entenderá, por ejemplo, por el diagrama de dispersión de la figura 3a, un mismo flujo puede producir resultados diferentes con respecto a los diferentes atributos (de nuevo, se observa que todos los puntos en el diagrama de dispersión que tienen el mismo símbolo corresponden al mismo caudal). Es decir, la correlación entre el flujo y los atributos de ruido puede estar sujeta a algún ruido de señal.
Teniendo esto en cuenta, las barras correspondientes al flujo estimado obtenido por los atributos de ruido en la figura 5 pueden estar algo idealizadas y, en realidad, pueden no seguir el flujo real tan de cerca como se representa en la figura 5. Sin embargo, el inhalador 1 normalmente se utiliza varias veces para administrar medicación; por ejemplo, el inhalador 1 puede usarse diariamente o incluso más de una vez al día.
Por lo tanto, el proceso descrito anteriormente también puede usarse varias veces para llegar a una pluralidad de estimaciones de los perfiles de flujo de diferentes respiraciones. Es decir, se puede contar con varios diagramas de barras como el que se muestra en la figura 5. Dichos diagramas de barras se pueden combinar para llegar a una estimación de un perfil de respiración promedio; es decir, en diferentes diagramas de barras se pueden combinar las estimaciones de los primeros intervalos (por ejemplo, de 0 ms a 200 ms), se pueden combinar las estimaciones de los segundos intervalos (por ejemplo, de 200 ms a 400 ms), etc.
A continuación, se describirán algunos resultados del rendimiento de una realización ilustrativa de la presente invención con referencia a las figuras. La figura 6 representa el número de bloques positivos obtenidos por la presente tecnología en la coordenada x y la duración de la inhalación real y medida en la coordenada y. Los bloques positivos son aquellos bloques (= intervalos) en los que el ruido detectado supera un umbral predefinido. Es decir, los bloques positivos indican una cápsula giratoria. El gráfico de la figura 6 se obtuvo de la siguiente manera: un paciente usó el presente inhalador 1. Otra persona midió la duración real de la inhalación (véase la coordenada y) observando al paciente. El número de bloques positivos (es decir, intervalos positivos) se representó luego frente a la duración real de la inhalación. Como se ha descrito, cada intervalo o bloque tiene una duración de 200 ms. Es decir, por ejemplo, 5 bloques positivos corresponden a una duración de inhalación estimada de 1 s. Como será evidente, la presente invención estima duraciones de inhalación de 1 s (correspondientes a 5 bloques positivos) para duraciones de inhalación reales entre aproximadamente 0,7 s y 1,4 s.
Se realizaron más pruebas con un simulador de respiración Si-Plan® conectado al inhalador 1. Por medio de este simulador de respiración, es posible enviar al inhalador 1 un perfil de respiración definido y conocido. Por medio de esta configuración, se trazaron diferentes características de flujo de inhalación frente a diferentes atributos de sonido. De nuevo, la señal de sonido se dividió en diferentes intervalos o bloques (con una duración de 200 ms). El algoritmo primero verifica si hay una cápsula en el inhalador. Esta comprobación es positiva cuando la señal sonora supera un umbral durante al menos 4 de 5 intervalos de tiempo. Si el algoritmo detecta la presencia de una cápsula, las características del flujo de inhalación pueden representarse frente a los atributos de sonido. Las figuras 7a a 7c muestran, cada una, el flujo pico de respiración (en l/min) en la coordenada y. Este corresponde al flujo pico durante una inhalación. En las coordenadas x se representan la potencia de bloque media, la potencia de bloque pico y la relación entre pico y media, respectivamente (figuras 7a, 7b y 7c). La potencia de bloque media es una medida de la señal promedio durante la inhalación, la potencia de bloque pico corresponde a la señal más alta durante la inhalación y la relación entre pico y media corresponde a la señal pico dividida por la señal media durante una inhalación. Como se apreciará, la potencia de bloque media y la potencia de bloque pico tienen una buena correlación razonable con el caudal pico real y pueden usarse para medir este caudal pico.
Esto también se muestra en la figura 7d, que representa el intervalo de confianza del 95 % (véanse las barras) de la correlación entre la potencia de bloque pico y el caudal pico.
Las figuras 8a a 8c representan diagramas de dispersión que tienen los atributos de sonido descritos (es decir, la potencia de bloque media, la potencia de bloque pico y la relación entre pico y media) correlacionadas con el volumen de respiración (en l). Se apreciará que la relación entre pico y media tiene una correlación negativa razonablemente buena con el volumen de respiración; en este sentido, véase también la figura 8d, donde se han añadido barras para representar intervalos de confianza del 95 % de esta correlación.
Con referencia a las figuras 6a a 8c, se describió que los atributos de sonido estaban correlacionados con diferentes características del flujo de inhalación. Más en concreto, las características del flujo de inhalación fueron la duración de la inhalación, el flujo pico de inhalación y el volumen de inhalación. Como se apreciará, todas estas características del flujo de inhalación son características de una respiración completa (es decir: de una inhalación completa). Al mismo tiempo, se apreciará que la presente tecnología también permite correlacionar los atributos de sonido con las características del flujo de inhalación instantánea, como el caudal instantáneo (por ejemplo, el caudal dentro de un bloque respectivo de 200 ms) y el flujo pico en un bloque de 200 ms. Tales características de flujo instantáneo pueden usarse además para obtener características de flujo de respiración completa, por ejemplo, integrando (para llegar al volumen de inhalación total) o tomando el máximo (para llegar al flujo de inhalación pico).
La figura 9 representa la señal de sonido como un espectrograma. En estos espectrogramas, la intensidad de la señal, es decir, la potencia de la señal, se representa en función de la frecuencia (en 104 Hz) y el tiempo (en s). La potencia de la señal se representa en un código de colores; por lo general, cuanto mayor sea la potencia de la señal, más clara será la representación en la figura 9. La señal de la izquierda corresponde a una señal de una inhalación sin que haya una cápsula presente en el inhalador y la señal de la derecha corresponde a una señal de una inhalación con una cápsula presente. Se apreciará que la señal derecha con una cápsula presente se diferencia particularmente de la señal izquierda (sin cápsula presente) en la región de frecuencia entre aproximadamente 5 kHz y aproximadamente 10 kHz. Usamos la intensidad de la señal (= potencia de la señal) en esta región, es decir, en la región de 5 kHz a 10 kHz, para correlacionarla con el caudal instantáneo medido y obtuvimos un ajuste razonablemente bueno entre la tercera raíz de la potencia de la señal en esta banda de frecuencia y el caudal (véase la figura 10).
Usando este enfoque, medimos un perfil de inhalación. De nuevo, se utilizó un simulador de respiración Si-Plan® con un perfil respiratorio conocido y se realizaron tres repeticiones con distintos inhaladores. Esto dio como resultado la figura 11, que representa la entrada del perfil de respiración real procedente del simulador de respiración y las estimaciones (para intervalos o bloques de 200 ms) proporcionadas por la tecnología actual. Se apreciará que la presente tecnología proporciona una estimación razonablemente buena del caudal instantáneo real.
Como se comentó, la presente tecnología extrae información con respecto a los atributos de flujo que presenta el inhalador 1 midiendo los impactos de una cápsula 4 que gira dentro del inhalador 1. Una característica de flujo ilustrativa es el volumen de inhalación. De acuerdo con una realización (véase la figura 13), el inhalador 1 comprende una pantalla 40, por ejemplo, una pantalla LCD 40, pantalla 40 que puede mostrar la característica de flujo, por ejemplo, pueden mostrarse en la pantalla 40 la(s) característica(s) de flujo (como el volumen de inhalación de la última inhalación, la duración de la inhalación, el flujo de inhalación pico).
Ahora con referencia a la figura 12, el inhalador 1 se muestra junto con un dispositivo informático 354 de acuerdo con una realización. En esta realización, la invención también se refiere a un conjunto que comprende el inhalador 1 (por ejemplo, el inhalador) y el dispositivo informático 354. Es decir, el inhalador 1 puede comprender cualquiera de las características comentadas en el presente documento. En esta realización, el dispositivo informático 354 puede comprender cualquier dispositivo informático conocido en la técnica, como un ordenador de sobremesa (PC), un teléfono móvil (por ejemplo, un teléfono inteligente (como APPLE iPHONE, SAMSUNG GALAXY S3, S4, S5, etc.), celular, etc.), una tableta (como APPLE iPAD, MICROSOFT SURFACE, SAMSUNG GALAXY TAB, AMAZON KINDLE, etc.), un reloj inteligente (por ejemplo, MOTOROLA MOTO360, ASUS ZENWATCH, APPLE iWATCH, etc.), un ordenador portátil, un ordenador ultrabook o un dispositivo portátil (por ejemplo, pantallas de visualización frontal que incluyen GOOGLE GLASS y otros, dispositivos de seguimiento y visualización como FITBIT). El dispositivo informático 352 es capaz de comunicarse a través de una o más tecnologías de comunicación inalámbrica. Se puede usar cualquier tecnología de comunicación inalámbrica capaz de recibir una señal y transmitir datos hacia/desde el inhalador 1, como ya sabrá una persona experta en la materia tras leer las presentes descripciones.
En una realización, el dispositivo informático 354 es un teléfono inteligente, como se muestra, capaz de descargar aplicaciones de programas desde un servidor de aplicaciones central. Cualquier servidor de aplicaciones central puede usarse para descargar aplicaciones de programas, como APPLE APP STORE, APPLE iTUNES, GOOGLE PLAY s To RE, AMAZON APP STORE, etc. Cualquiera de estos servidores de aplicaciones puede incluir una aplicación de dispositivo médico 356 (aquí: aplicación del dispositivo inhalador) que puede descargarse en el dispositivo informático 354. Las aplicaciones de dispositivos médicos también se pueden descargar desde servidores bajo el control del proveedor del dispositivo médico, proveedores de atención médica, farmacias, hospitales, médicos o doctores.
En algunas realizaciones, el inhalador 1 puede comunicarse con el dispositivo informático 354 a través de una tecnología de comunicación inalámbrica. En concreto, el inhalador 1 puede comunicarse con el dispositivo informático 354 por medio de la salida 32. En este sentido, se observa que la salida 32 también puede denominarse, en general, medio de recepción y transmisión de datos. Es decir, la salida 32 se puede usar tanto para transmitir datos y/o información a un dispositivo externo (como el dispositivo informático 354) como para recibir datos y/o información desde dicho dispositivo externo. Puede usarse cualquier tecnología de comunicación inalámbrica para transmitir la señal desde el inhalador 1 a la aplicación del dispositivo médico 356, como ya sabrá una persona experta en la materia al leer las presentes descripciones.
Algunas tecnologías de comunicación inalámbrica ilustrativas incluyen, entre otras, Bluetooth, Bluetooth de baja energía (BLE), ZIGBEE, Z-WAVE, infrarrojos (IR), WLAN, tal como WIFI, r F, comunicación de campo cercano (NFC) y óptica.
En otra realización, se puede usar un protocolo de comunicación inalámbrico patentado para enviar información entre el inhalador 1 y el dispositivo informático 354, estando configurado el protocolo de comunicación patentado para transmitir información específica del inhalador 1 y sus usos.
En algunos ejemplos, el inhalador 1 puede comunicarse a través de NFC, un inyector de insulina implantable con capacidad Bluetooth, etc. En una realización, el inhalador 1 es un inhalador configurado para comunicarse a través de BLE y/o Bluetooth.
En algunas realizaciones adicionales, el inhalador 1 puede comprender un procesador capaz de ejecutar lógica, una memoria local para almacenar datos y lógica a la que puede acceder el procesador y/o implementarse dentro del procesador. La lógica puede configurarse para hacer que el dispositivo médico siga las instrucciones del dispositivo informático, envíe información desde el inhalador 1 al dispositivo informático 354, un dispositivo de almacenamiento en red, otros dispositivos dentro de una red y/o una nube, y reciba información desde el dispositivo informático 354, un dispositivo de almacenamiento en red, otros dispositivos dentro de una red y/o una nube.
La memoria local del inhalador 1 puede comprender cualquier memoria conocida por una persona experta en la materia, tal como RAM, ROM, una memoria no volátil (NVM), tal como una memoria flash, una memoria extraíble, tal como una tarjeta microSD.
De conformidad con una realización, un usuario del dispositivo informático 354 puede instalar una aplicación de dispositivo médico 356 en el dispositivo informático 354. La aplicación de dispositivo médico 356 puede descargarse desde un servidor de aplicaciones al que pueda acceder el dispositivo informático 354, siendo el servidor de aplicaciones de un tipo conocido en la técnica. En otra realización, la aplicación de dispositivo médico 356 se puede proporcionar en el dispositivo informático 354, por ejemplo, a través de un medio de almacenamiento legible por ordenador, tal como un CD, tarjeta microSD, RAM o ROM, y/o virtualmente a través de un enlace y/o puntero integrado en una comunicación recibida por el dispositivo informático 354, tal como un enlace de hipertexto en un correo electrónico, o un puntero HTML en un mensaje de texto. Después, el dispositivo informático 354 puede acceder a la aplicación de dispositivo médico 356 a través de Internet, una WLAN, tal como una red WIFI, una WAN, una LAN, etc., para instalar la aplicación de dispositivo médico 356 en el dispositivo informático 354, como entendería una persona experta en la materia al leer las presentes descripciones.
Es decir, para resumir, el inhalador 1 puede comunicarse con el dispositivo externo 354. En concreto, los datos relacionados con el perfil de flujo estimado pueden comunicarse desde el inhalador 1 al dispositivo externo 354.
Como se comprenderá, el inhalador 1 podrá enviar datos relativos al flujo estimado siempre que esté emparejado con el dispositivo externo 354, es decir, siempre que los dos dispositivos se comuniquen entre sí. En concreto, es posible que el inhalador 1 envíe el perfil de flujo estimado de las respiraciones individuales (es decir, de los ejemplos individuales de inhalación) al dispositivo externo 354 y el dispositivo externo 354 almacena los perfiles de flujo estimados de las respiraciones individuales y realiza cálculos adicionales (como la combinación de perfiles de flujo de diferentes respiraciones). Sin embargo, como se comprenderá, dicho almacenamiento y cálculo también lo puede realizar el inhalador 1 y, más específicamente, su procesador.
El dispositivo externo 354 también puede comunicar dicha información de uso, por ejemplo, a los proveedores de atención médica, quienes luego pueden controlar el uso del inhalador 1 y si se usa correctamente o no.
Cuando se describen las diferentes etapas del método en esta memoria descriptiva, las etapas pueden realizarse (aunque o necesariamente deben de hacerlo) en el orden mencionado en esta memoria descriptiva.
Si bien la invención se ha comentado con referencia a una realización particular, se observa que estas realizaciones no deben entenderse como limitantes del alcance de la invención que se define en las reivindicaciones.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un método para medir al menos una característica de flujo de inhalación en un inhalador (1), en donde hay una cápsula (4) que contiene una formulación ubicada en el inhalador, comprendiendo el método las etapas de
detectar (16) una característica de impacto relacionada con los impactos de la cápsula sobre el inhalador y correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación, estando el método caracterizado por que la correlación de la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación comprende:
determinar al menos un atributo de la característica de impacto detectada; y
relacionar el al menos un atributo de la característica de impacto detectada con al menos una característica de flujo de inhalación,
en donde el al menos un atributo comprende al menos uno de
un valor medio de la característica de impacto,
un valor pico de la característica de impacto y
una duración de la característica de impacto por encima de un umbral, y
en donde la al menos una característica de flujo de inhalación comprende al menos uno de
un flujo de inhalación pico,
una duración de flujo de inhalación y
un volumen de flujo de inhalación.
2. El método de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde la característica de impacto es un sonido generado por los impactos de la cápsula (4) sobre el inhalador (1).
3. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el al menos un atributo comprende al menos uno de
un valor pico y medio de la característica de impacto,
un recuento de picos de la característica de impacto,
una varianza de la característica de impacto y
una curtosis de la característica de impacto.
4. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores con las características de la reivindicación 2, en donde correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación comprende dividir la característica de impacto detectado en intervalos de tiempo,
determinar el al menos un atributo de la característica de impacto detectada respecto a los intervalos de tiempo, relacionar el al menos un atributo de la característica de impacto detectada con un flujo de cada intervalo de tiempo.
5. El método de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde las etapas de detectar una característica de impacto y correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación con sus subetapas se pueden realizar en una pluralidad de inhalaciones, para así llegar a una pluralidad de flujos de cada intervalo de tiempo, en donde la pluralidad de los flujos de cada intervalo de tiempo se combina en un flujo combinado en cada intervalo de tiempo.
6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la etapa de correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación la realiza el inhalador (1).
7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores y que comprende además la etapa de filtrar la frecuencia de la característica de impacto antes de correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación, en donde el filtrado preferentemente evita que pasen señales en el rango de frecuencia por debajo de 3 kHz y por encima de 15 kHz, y más preferentemente, en donde el filtrado evita que pasen señales por debajo de 4,5 kHz y por encima de 10 kHz.
8. Un inhalador (1) adaptado para aerosolizar una formulación contenida en una cápsula (4), en donde el inhalador (1) comprende
un sensor (16) para detectar una característica de impacto relacionada con los impactos de la cápsula (4) sobre el inhalador (1) y
un procesador para correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación, caracterizado por que el procesador está adaptado para correlacionar la característica de impacto con la al menos una característica de inhalación de la siguiente manera:
determinar al menos un atributo de la característica de impacto detectada; y
relacionar el al menos un atributo de la característica de impacto detectada con al menos una característica de flujo de inhalación,
en donde el al menos un atributo comprende al menos uno de
un valor medio de la característica de impacto,
un valor pico de la característica de impacto y
una duración de la característica de impacto por encima de un umbral, y
en donde la al menos una característica de flujo de inhalación comprende al menos uno de
un flujo de inhalación pico,
una duración de flujo de inhalación y
un volumen de flujo de inhalación.
9. El inhalador de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el sensor (16) es un micrófono.
10. El inhalador de acuerdo con las reivindicaciones 8 o 9, en donde el inhalador (1) comprende un medio de recepción y transmisión de datos (32) para recibir y transmitir datos desde y a un dispositivo externo.
11. Un sistema que comprende un inhalador (1) adaptado para aerosolizar una formulación contenida en una cápsula (4) y un dispositivo informático externo del inhalador (1),
en donde el inhalador (1) comprende un sensor (16) para detectar una característica de impacto relacionada con los impactos de la cápsula (4) sobre el inhalador (1) y un medio de recepción y transmisión de datos (32) para recibir y transmitir datos de y al dispositivo informático externo,
en donde el dispositivo informático externo también comprende un medio de recepción y transmisión de datos para recibir y transmitir datos desde y al inhalador (1),
en donde el inhalador (1) y/o el dispositivo informático externo comprende un medio de procesamiento (18) para correlacionar la característica de impacto con al menos una característica de flujo de inhalación, caracterizado por que el medio de procesamiento está adaptado para correlacionar la característica de impacto con la al menos una característica de inhalación de la siguiente manera:
determinar al menos un atributo de la característica de impacto detectada; y
relacionar el al menos un atributo de la característica de impacto detectada con al menos una característica de flujo de inhalación,
en donde el al menos un atributo comprende al menos uno de
un valor medio de la característica de impacto,
un valor pico de la característica de impacto y
una duración de la característica de impacto por encima de un umbral, y
en donde la al menos una característica de flujo de inhalación comprende al menos uno de
un flujo de inhalación pico,
una duración de flujo de inhalación y
un volumen de flujo de inhalación.
12. El sistema de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el sensor (16) es un micrófono.
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