La sorveglianza degli studi clinici per combattere il COVID-19 sta diventando mobile

Ad giugno 2020, un produttore di farmaci con sede negli Stati Uniti ha avviato un progetto innovativo per condurre studi clinici su potenziali trattamenti per i pazienti anziani affetti da COVID-19. Le strutture di assistenza a lungo termine sono state particolarmente vulnerabili ai focolai di COVID-19 sin dall'inizio della pandemia. Alcune fonti stimano che fino al 40% dei decessi legati al nuovo coronavirus negli Stati Uniti si siano verificati in queste strutture.

Per rispondere a questa situazione devastante e garantire che gli anziani che vivono in strutture di assistenza a lungo termine siano stati coinvolti nella ricerca sul trattamento del virus, un team di esperti in sviluppo clinico, assistenza clinica e tecnologia ha avuto l'idea di trasformare i veicoli ricreazionali in unità di ricerca mobili. Insieme alle unità mobili, sono stati adattati rimorchi per il trasporto di materiali di ricerca clinica.

Gli studi clinici sono uno dei progetti più complessi e impegnativi nella scienza. I dati da essi generati devono essere registrati e protetti con estrema cura, altrimenti si rischia di perdere risultati di ricerca importanti. I laboratori che conservano campioni e altri beni di ricerca di alta qualità necessitano di ambienti di stoccaggio che siano accuratamente mantenuti sotto determinate condizioni. Le registrazioni di queste condizioni devono essere complete e precise.

Il produttore di farmaci che conduce questo studio clinico aveva già utilizzato il sistema viewLinc di Vaisala per monitorare temperatura, umidità e altri parametri in diversi ambienti cGMP della propria struttura. La domanda era se i data logger del sistema viewLinc potessero essere utilizzati nelle nuove unità di ricerca mobili per inviare i dati di monitoraggio al sistema viewLinc esistente e inviare allarmi in caso di deviazioni. E, ancora più importante, se Vaisala potesse fornire rapidamente una soluzione di questo tipo.

Condurre studi clinici in unità mobili era quasi impensabile prima di COVID-19. Grazie alla tecnologia wireless VaiNet di Vaisala per il monitoraggio e ai project engineer di Vaisala, in grado di reagire rapidamente, il produttore di farmaci è stato in grado di mettere in funzione le sue unità di ricerca mobili in 30 giorni.

Mobilitazione di un sistema di monitoraggio

Il produttore di farmaci ha contattato Vaisala. Aveva bisogno di monitorare i frigoriferi e i congelatori installati nei veicoli ricreazionali trasformati in unità di ricerca mobili. Questi veicoli sarebbero stati usati per visitare le strutture di assistenza a lungo termine e case di cura per condurre studi clinici. A causa della pandemia e della vulnerabilità degli ospiti, il programma di implementazione del sistema di monitoraggio nelle unità di ricerca mobili prevedeva solo poche settimane.

Poiché i frigoriferi e i congelatori vengono aperti almeno venti volte al giorno, era essenziale registrare le temperature ogni pochi minuti per mantenere le condizioni corrette. Inoltre, il tracciamento delle temperature doveva essere automatizzato, preciso, completo e facile da segnalare. Idealmente, i dati sarebbero dovuti essere integrati nel sistema di monitoraggio viewLinc esistente, già validato. La cosa più importante era che, in caso di deviazioni di temperatura, i dipendenti remoti dovessero essere immediatamente avvisati via email o SMS.

Utilizzo di tecnologie di comunicazione moderne

Gli ingegneri di progetto di Vaisala hanno utilizzato modem standard semplici per consentire la comunicazione tra più dispositivi VaiNet-AP10 in modalità wireless dai laboratori mobili. Questo è stato fatto senza VPN, per collegare i punti di accesso nei veicoli ricreazionali al server viewLinc. Questo metodo richiede solo un modem e le funzioni di comunicazione innate dell'AP10.

I data logger wireless di temperatura e umidità RFL100 utilizzano la tecnologia VaiNet sviluppata da Vaisala. La modulazione usata da VaiNet si basa sulla tecnologia LoRa™-Chirp Spread Spectrum. LoRa™ (Long Range) è un protocollo LPWAN (Low-Power Wide Area Network; rete di grande copertura a basso consumo energetico).

La portata del segnale di VaiNet in ambienti interni è generalmente superiore a 100 m e può facilmente attraversare pareti e altre barriere. All'aperto, la portata del segnale è molto maggiore. Ad esempio, se i ricercatori utilizzassero i data logger RFL-100 all'esterno dei veicoli ricreazionali, potrebbero trovarsi a diverse centinaia di metri dal veicolo e mantenere la connettività con il dispositivo di rete AP10. L'Access Point AP10 funge da stazione base per i data logger wireless VaiNet. Il diagramma seguente mostra come avviene la comunicazione in un'applicazione mobile VaiNet.

Risparmio energetico, semplicità e rapidità

Nel progetto, i sensori di temperatura RFL100 sono stati posizionati nei frigoriferi e nei congelatori. L'AP10 è stato collegato tramite un cavo Ethernet con PoE (Power over Ethernet) a uno switch di rete nel veicolo ricreazionale. Uno switch di rete PoE tipico fornisce circa 48-50 Volt e connettività di rete. Ciò ha eliminato la necessità di adattatori di corrente continua per i dispositivi di accesso alla rete AP10. È stato utilizzato un modem 4G compatibile con PoE, così il sistema di monitoraggio poteva essere alimentato da una sola presa di corrente. Lo switch di rete alimenta l'AP10 e il modem tramite PoE. Tuttavia, tutti i dispositivi sono dotati di alimentatori e, se necessario, l'AP10 può essere collegato direttamente al modem.

Il modem è stato utilizzato per la comunicazione con l'AP10, ma anche per offrire accesso a Internet locale a una postazione di lavoro computer nel veicolo ricreazionale. Il vantaggio di usare un modem 3G/4G con l'AP10 è che quest'ultimo utilizza una larghezza di banda dati estremamente ridotta. Sebbene ogni AP10 possa ospitare fino a 32 data logger RFL100, viene trasmessa solo una piccola quantità di dati tramite il modem wireless con banda molto limitata. Poiché le tariffe per i modem mobili si basano sull'uso, questa soluzione è anche economica. Il modem comunica con una torre cellulare e permette di inviare i dati tramite internet al server viewLinc validato.

Insieme più forti

Le unità di ricerca mobili create nel 2020 sono attualmente impiegate per i focolai di COVID-19 nelle strutture degli Stati Uniti. Questo studio clinico è stato il primo del suo genere ed è stato un intenso processo di apprendimento per molti scienziati, project manager e ingegneri coinvolti nella sua realizzazione. In un momento in cui molte persone sono isolate, sono poche quelle più isolate o vulnerabili di coloro che vivono in case di cura e strutture di assistenza a lungo termine. Vaisala è orgogliosa di poter offrire una soluzione a un'organizzazione di ricerca che si impegna con innovazione in una situazione di emergenza.