数以百万计的患有肺病的美国人每天都使用计量吸入器，莱斯大学电气工程师和贝勒医学院的肺科医生进行的新研究发现了导致许多吸入器使用者获得的药物不到一半的严重错误。他们应该从每次抽吸。

“哮喘，慢性阻塞性肺病和其他慢性肺病患者每天都使用计量吸入器，绝大多数时间 - 70%至90% - 患者会犯一些错误，使一些药物无法进入肺部“电子和计算机工程教授Ashutosh Sabharwal说道，他是最近两项关于这种现象的研究的合着者。“虽然吸入器是许多患者最有效的输送机制，但这些装置需要患者进行灵巧的操作。常见的错误是众所周知的，但修复它们仍然是一个挑战。”

Rice的可扩展健康实验室的Sabharwal团队使用最新的电子技术 - 智能手机，可穿戴设备和廉价的传感器和组件 - 来解决这一问题以及类似的健康和保健问题。迄今为止，该实验室的创作包括自用视网膜成像系统，移动肺活量计，用于饮食监测的可穿戴技术以及用于评估抑郁症和从视频中提取准确生命体征的应用程序。

与医学副教授兼贝勒医学院航空临床研究中心主任，肺病学家Nick Hanania合作，Sabharwal和Rice研究生Rajoshi Biswas共同撰写了两项最近的研究，旨在找出哪些错误最常见，以及如何它们会影响到达患者肺部的药物量。

“多年来，我们作为临床医生已经知道我们的患者不应该使用吸入器，”Hanania说。“在最好的情况下，从吸入器吸出的药物会导致大约40%的药物到达肺部。在最坏的情况下，如果有人做错了什么，就会降到7%。我们知道两个极端，但绝大多数在这项研究中，我们能够客观地测量误差，并利用新技术了解它们对肺部给药的影响。“

比斯瓦斯博士 Rice的可扩展健康实验室的学生花了六年时间收集研究证据。她测量了患者如何使用吸入器，探索吸入模式的数学，检查医生和治疗师如何评估吸入器的使用，并创建了一个模拟人类吸入器使用的实验装置。这项研究是在2011年她来到赖斯之后不断回归的观察下推动的。几乎所有的吸入剂剂量研究都集中在最佳病例情景上，即使是普通病例，患者使用吸入器的罕见情况也是如此。远非完美。

她说：“缺乏的是严格的定量检查，以确定这些日常病例中药物对肺部的摄入量。”

Biswas说错误是常见的，因为吸入器的使用需要精确，时间和协调。即使是最微小的偏差也可以显着减少到达肺部的药物量。例如，在CHEST期刊的一项研究中，涉及23名患有哮喘或COPD的休斯顿患者，每位患者至少犯了一次错误。

每次使用前，应将吸入器摇动几秒钟。比斯瓦斯说患者经常忘记摇动设备或不要摇晃它，特别是在随后的抽吸中。吸入器的夹持角度也很重要。轻微的偏差会导致大部分药物撞击并粘在舌头或嘴上。患者在激活吸入器时也必须吸气，这种吸入的时间，持续时间和力量是至关重要的。最后，患者应该屏住呼吸10秒钟，以便吸收到达肺部的药物。

为了模拟日常病例中药物到达肺部的程度，Biswas首先测量了8名患者的气流特征，因为他们以不同的速度吸气。通过这些数据，她编写了一台机器来模拟不同人类吸入模式的流量，持续时间和力量。该呼吸装置成为实验装置的一部分，其包括用于激活吸入器的机器人手指和在成人口腔和喉咙的精确配置中铣削的金属管。一旦金属“喉咙”喷涂了一层薄薄的油，它就能精确地模仿潮湿，粘稠的条件，这些条件往往会使药物进入患者的口腔和喉咙。使用这些组件，她能够精确测量多少药物 在患者错误呼吸或犯其他常见错误的各种情况下使其进入肺部。

“最重要的是协调，”她说。“在吸入器被激活之前或同一时间开始呼吸是至关重要的。在按压吸入器和呼吸之间仅延迟半秒就足以将肺部沉积限制在约20% - 约为患者的一半。会得到理想的情况。“

莱斯大学可扩展健康实验室的研究人员Ashutosh Sabharwal和Rajoshi Biswas发现，当吸入患者深吸气约3秒钟后，吸入肺部的药物最多，并在开始吸气后吸入吸入器约半秒钟。图片来源：Jeff Fitlow /莱斯大学

如果机器在吸入器被激活之前开始吸入，Biswas发现超过35%的药物到达肺部。

“在这种情况下，在时间协调的情况下，肺沉积的决定因素是流速，”Biswas说。“根据我们的研究结果，理想的情况是在较高的流速下吸入大约三秒钟以完全吸气，并在开始吸气后大约半秒钟激活吸入器。这有助于确保药物清除口腔到达肺部。“

Sabharwal，Hanania和Biswas表示，他们希望医学界将在“气溶胶医学和肺部药物传递杂志”中检查他们的最新研究，并考虑进一步研究，以评估和更新吸入器使用的推荐指南，并为患者制定教育策略。

“我们的研究结果与目前的全球哮喘吸入器使用指南不同，”Sabharwal说。“吸入器中使用的推进剂近年来发生了变化，目前的指导方针是基于对旧吸入器的研究而开发的。我们的研究结果，加上最近吸入器推进剂的变化，表明现在是时候重新审视这些指南了。”