- De kracht van preventieve gezondheidszorg
- Zou jij je door een robot laten opereren?
- Nanotechnologie zorgt voor betere medische resultaten
- Maakt bioprinten een einde aan de wachtlijsten voor orgaantransplantaties?
- De rol van KI in de gezondheidszorg
- Hoe ver ga jij om je lichaam te verbeteren?
- Hoe ziet het ziekenhuis van de toekomst eruit?
- Ethische implicaties van nieuwe technologie in de gezondheidszorg
- De veranderende rol van zorgverleners
Het feit dat we veel langer en gezonder leven dan onze voorouders beschouwen de meeste mensen als iets vanzelfsprekends. Dankzij de vooruitgang in de moderne geneeskunde is de wereldwijde gemiddelde levensverwachting de afgelopen eeuw aanzienlijk gestegen ─ tot 72,6 in 2019. Wat in het verleden bijna onvoorstelbaar was ─ iemand die honderd jaar oud wordt ─ is nu steeds vaker realiteit. We zijn erin geslaagd een aantal gevaarlijke ziekten uit te roeien en hebben voor veel andere aandoeningen effectieve behandelingen gevonden. Maar dat is lang niet alles.
Hoe zal de toekomst van onze gezondheidszorg er bijvoorbeeld uitzien als onze huisartsen worden vervangen door digitale zorgverleners en onze ziekenhuizen plaatsmaken voor teleklinieken? Zal voorspellende zorg de gezondheidszorg efficiënter en betaalbaarder maken? Wat kunnen we verwachten van bio- en nanotechnologie? En komt er een tijd dat de zorg zo geavanceerd is dat we 130 worden – of misschien wel onsterfelijk?
De toekomst van de gezondheidszorg is bijna niet voor te stellen. Vergeleken met andere sectoren gaan de technologische ontwikkelingen in de geneeskunde misschien nog wel het verst. Denk aan zorg op afstand, wearables, hersenimplantaten om epilepsie en Alzheimer te behandelen en bioprinters die organen printen. In de toekomst slikken we een elektronische pil die ons lichaam van binnenuit monitort. Onze gepersonaliseerde medicijnen komen thuis uit een 3D-printer. Robots voeren operaties uit en we kunnen zelfs erfelijke ziektes uit ons DNA ‘snijden’. En het mooiste is dat die toekomst eigenlijk al bestaat!
De kracht van preventieve gezondheidszorg
Stel je voor – je loopt door de stad. Plotseling meldt je geavanceerde wearable dat je bloeddruk omhoog is geschoten en stuurt een waarschuwing naar je arts. Gelukkig valt het mee en zakt je bloeddruk al snel weer. Dit is de toekomst van voorspellende zorg.
Meestal ga je pas naar de dokter als je je ziek voelt. De arts doet een aantal onderzoeken om te bepalen wat er mis is en schrijft een behandeling voor. Het grootste probleem met reactieve zorg is echter dat je soms pas weet wat er met je aan de hand is als het al te laat is. Maar als we vroege symptomen van een ziekte kunnen detecteren en ingrijpen voordat deze ernstig wordt, kunnen we nog veel meer levens redden. En dat kunnen we met wearables.
Naast bloeddrukmeters zijn er ook wearables die je hartslag, ademhaling en temperatuur meten, armbanden tegen slaapapneu en apparaatjes die huidkanker opsporen. Voorspellende gezondheidszorg geeft ons waarschuwingssignalen zodat we snel kunnen reageren, ernstige gezondheidsproblemen voorkomen en de zorgkosten terugdringen.
Een team van onderzoekers van North Carolina State University heeft een draagbare transpiratievochtdetector ontwikkeld die je lichaamschemie in real time kan volgen en een volledig beeld kan geven van hoe het met je gesteld is. Het apparaat is zo groot als een gewoon polshorloge en werkt door metabolietniveaus in je transpiratievocht te meten. Hiermee kan het mogelijke gezondheidsproblemen detecteren voordat deze ernstige vormen aannemen. Een uitwisselbare strip op de achterkant van het apparaat zit tegen je huid aan en verzamelt met behulp van chemische sensoren informatie over je transpiratievocht. De gegevens worden vervolgens naar de hardware in het apparaat gestuurd, waar ze worden geanalyseerd. Daarna krijg je de resultaten op je smartphone te zien. Ondanks dat het een klein apparaatje is, biedt het enorm veel mogelijkheden. Het kan bijvoorbeeld je glucoseniveaus, lactaat, pH en temperatuur meten. De sensorstrips kunnen ook worden aangepast om verschillende andere metabolieten te meten, waardoor het apparaat in de toekomst nog meer kan doen.
Zou jij je door een robot laten opereren?
Geavanceerde digitale technologie wordt gebruikt om de patiëntenzorg te verbeteren, kosten te besparen en efficiënter te kunnen werken. Met technologie kunnen we patiënten beter monitoren en de werkdruk van artsen verlagen, zodat ze meer persoonlijke tijd voor hun patiënten hebben. Digitale zorg is er in alle soorten en maten. Vooral robottechnologie heeft in de geneeskunde de laatste jaren een steeds prominentere rol ingenomen. Waar robots vroeger alleen eenvoudige, repetitieve taken konden uitvoeren, worden ze nu steeds geavanceerder en vinden ze een groeiend aantal nuttige real-world applicaties. Denk aan robots die menselijke chirurgen tijdens operaties assisteren, apotheekrobots die medicijnen verstrekken, IV-robots die infusen voorbereiden en toedienen, exoskeletten – draagbare robotharnassen – voor revalidatie en telezorgrobots waarmee artsen op afstand contact kunnen hebben met hun patiënten.
Inmiddels heeft iedereen wel eens gehoord van de Da Vinci-robot – de meest succesvolle operatierobot op de markt. Tot op heden is de robot gebruikt om meer dan 6 miljoen operaties uit te voeren. Maar hoe geavanceerd de robot ook is, het apparaat kan (nog) geen supermicrochirurgie-ingrepen doen. Dit soort operaties, waarbij wordt geopereerd met minuscule bewegingen tussen de 0,3 en 0,8 millimeter, is ook voor menselijke chirurgen een behoorlijke uitdaging omdat de mate van behendigheid en precisie waarmee menselijke handen kunnen werken beperkt is. Maar er is nu een nieuw apparaat – het MUSA-robotsysteem – dat een game-changer belooft te zijn. Microchirurgen in het Universitair Medisch Centrum in Maastricht hebben met het MUSA-systeem onlangs ’s werelds eerste robotondersteunde supermicrochirurgie uitgevoerd.
MUSA is door het Nederlandse bedrijf MicroSure speciaal ontwikkeld om de handbewegingen van de chirurg te stabiliseren door trillingen op te heffen en hun bewegingen te verkleinen. Als je de ‘joystick’ bijvoorbeeld één centimeter beweegt, vertaalt de robotarm dit in een beweging van minder dan een millimeter. De robot wordt bestuurd door tangachtige joysticks en voetpedalen en is uitgerust met armen die verschillende supermicrochirurgische instrumenten kunnen vasthouden. De chirurgen hebben MUSA gebruikt om ingrepen uit te voeren bij patiënten met lymfoedeem, een borstkanker-gerelateerde aandoening. Naast dat de ingreep aanzienlijk sneller voltooid kan worden, genezen patiënten na de robotondersteunde operaties sneller dan patiënten die een handmatige operatie hebben ondergaan.
Nanotechnologie zorgt voor betere medische resultaten
Intelligente digitale tech brengt de fysieke, biologische en digitale werelden bij elkaar en verandert wat het betekent om mens te zijn – en wat medische behandelingen betekenen. De ontwikkelingen op het gebied van genezing en technologie zijn onvoorstelbaar. Denk aan nanorobots – minichirurgen – die beschadigde cellen repareren, medicijnen gericht afgeven of diabetes onder controle houden. Onderzoekers van de Ben-Gurion University van de Negev in Israël hebben onlangs bijvoorbeeld een proof-of-concept-ontwerp onthuld voor een nanorobot die autonoom in het lichaam kan navigeren, kankercellen kan lokaliseren en vervolgens gerichte medicatie kan afgeven.
De nanorobot is uitgerust met twee bio-compatibele elektroden van platina die een circuit vormen met een condensator van twee metaallagen die door een isolerend materiaal gescheiden worden. Wanneer de elektroden in contact komen met glucose in het bloed, begint elektriciteit rond het circuit te stromen, dat vervolgens in de condensator wordt opgeslagen. Het ontwerp bevat ook een biodetector die gemaakt is van een koolstof nanobuis (CNT) waar suikermoleculen aan bevestigd zijn. Wanneer de suikermoleculen zich aan een kankercel binden verandert deze de weerstand binnen het circuit waardoor de elektronenstroom verandert. Hierdoor ontstaat een reactie waarmee de medicatie vrijgegeven kan worden – door de veranderde spanning treedt namelijk een nano-elektromechanische (NEM) schakelaar in werking die het medicijncompartiment breekt.
Maakt bioprinten een einde aan de wachtlijsten voor orgaantransplantaties?
En wat dacht je van bioprinters die gepersonaliseerde medicijnen en zelfs volledige organen voor transplantaties printen? Bioprinting wordt meestal uitgevoerd door verschillende dunne laagjes van een materiaal op elkaar aan te brengen. Het probleem met deze methode is dat deze vrij traag is, dus zelfs het produceren van eenvoudige items kan uren duren. Bovendien kun je met deze methode ook maar een beperkt aantal vormen produceren. Maar daar zou binnenkort wel eens verandering in kunnen komen. Een team van onderzoekers van de School of Engineering van EPFL heeft onlangs de krachten gebundeld met hun collega’s van de Universiteit Utrecht om een baanbrekende nieuwe techniek te ontwikkelen die volumetric bioprinting heet, waarmee ze binnen enkele seconden complexe levende weefsels kunnen creëren. “In tegenstelling tot conventioneel bioprinten is onze techniek snel en biedt het meer ontwerpvrijheid zonder de levensvatbaarheid van de cellen in gevaar te brengen”, vertelt Damien Loterie, een onderzoeker bij EPFL’s Laboratory of Applied Photonics Devices.
Om weefsel te creëren, projecteren de onderzoekers eerst een laser in een draaiende buis gevuld met een biocompatibele hydrogel die stamcellen bevat. Vervolgens concentreren ze de energie van het licht op specifieke locaties, waardoor de gel stolt en de gewenste 3D-vorm verschijnt. Ten slotte vasculariseren de onderzoekers het weefsel door endotheelcellen te introduceren. De stamcellen differentiëren in het type cellen dat de onderzoekers nodig hebben. Ze wisten weefsels te creëren van enkele centimeters, waaronder een soort van hartklep, een meniscus en een complex gevormd deel van het dijbeen. “Dit is nog maar het begin”, zegt Christophe Moser, hoofd van EPFL’s Laboratory of Applied Photonics Devices. “Wij zijn van mening dat onze methode opgeschaald kan worden naar massafabricage en kan worden gebruikt om een breed scala aan cellulaire weefselmodellen, medische hulpmiddelen en gepersonaliseerde implantaten te produceren”.
De rol van KI in de gezondheidszorg
Kunstmatige intelligentie (KI) is belangrijk voor het verstrekken van actuele klinische en medische kennis aan zorgprofessionals voor diagnoses en behandelingen. In combinatie met wearables en andere medische apparaten wordt KI nu al gebruikt om bijvoorbeeld kanker en hartaandoeningen in een vroeg stadium op te sporen.
Een team van onderzoekers van de University of Surrey heeft een innovatief KI-systeem ontwikkeld dat hartfalen kan detecteren door een enkele hartslag te analyseren. Het systeem maakt gebruik van een neuraal netwerk (CNN) om elektrocardiogram (ECG)-gegevens te analyseren en binnen enkele seconden vast te stellen of een persoon congestief hartfalen heeft. “We hebben het CNN-model getraind en getest op grote openbaar beschikbare ECG-datasets van harten met CHF en gezonde, niet-aritmische harten”, vertelt Sebastian Massaro, universitair hoofddocent organisatie-neurowetenschappen aan de University of Surrey. “Ons model heeft 100 procent nauwkeurigheid geleverd. Door slechts één hartslag te controleren kunnen we detecteren of iemand hartfalen heeft of niet. Ons model is ook een van de eerste waarvan bekend is dat het de morfologische kenmerken van het ECG kan identificeren die specifiek met de ernst van de aandoening verband houden”.
Het is slechts een kwestie van tijd voordat artsen ook chronische aandoeningen sneller kunnen diagnosticeren met behulp van kunstmatige intelligentie, 3D-beeldtechnologie en patroonherkenningstechnologie. En binnenkort kunnen artsen zelfs een behandeling voorschrijven voordat een ziekte zich heeft gemanifesteerd.
Onderzoekers van Google’s KI-lab DeepMind hebben bijvoorbeeld een nieuw deep learning-systeem ontwikkeld dat borstkanker kan opsporen door mammogram-scans te analyseren. Het systeem werd eerst getraind met mammogrammen van bijna 91.000 vrouwen uit de VS en het VK. Vervolgens werd het systeem getest met nog eens 28.000 scans, waarbij het minder vals-positieven en vals-negatieven registreerde dan menselijke radiologen. “Deze resultaten onderstrepen de belangrijke rol die KI kan spelen in de toekomst van kankerzorg”, zegt Michelle Mitchell, CEO van Cancer Research UK. “Het omarmen van dergelijke technologie kan de manier waarop we kanker diagnosticeren de komende jaren helpen verbeteren”. Het systeem redt levens – niet alleen omdat het het aantal valse negatieven terugdringt, maar ook omdat het het groeiende tekort aan radiologen in het VK kan verlichten.
Hoe ver ga jij om je lichaam te verbeteren?
De toekomst van de mensheid is verbonden met geavanceerde medische technologie waarmee we bijna elk onderdeel van ons lichaam kunnen repareren, vervangen of verbeteren – zoals onze nieren, hart, longen, spieren, huid, ledematen of ogen. Een team van onderzoekers van Stanford University, onder leiding van Daniel Palanker, deskundige op het gebied van visuele protheses, werkt aan een nieuwe bionische bril die het gezichtsvermogen van blinden kan herstellen. Het werkt samen met een netvliesimplantaat met 400 fotodiodes die een deel van de ruimtelijke kaart van het netvlies vervangen. Het systeem projecteert als het ware een videostream van de buitenwereld aan de binnenkant van de bril in bijna-infrarood licht. Dit wordt vervolgens omgezet in elektrische signalen die de bipolaire cellen van het netvlies stimuleren.
Volgens Palanker kan een blinde persoon met behulp van het systeem objecten op een tafel herkennen en gedrukte letters of letters op een beeldscherm lezen. De oogzenuw van de patiënt moet nog wel intact zijn wil het apparaat werken. Het systeem werkt dus alleen bij mensen die hun gezichtsvermogen hebben verloren door schade aan hun fotoreceptoren. Bijvoorbeeld als gevolg van aandoeningen als maculaire degeneratie of netvliesloslating. In de toekomst kunnen we ons brein op een machine aansluiten en ons mentale en fysieke vermogen uitbreiden. Ons lichaam bevat dan waarschijnlijk in ieder geval één of meerdere technologische onderdelen en hebben we een onfeilbaar geheugen, nieuwe zintuigen als echolocatie en is ons lichaam verbonden met objecten die ver weg zijn.
Hoe zien de ziekenhuizen van de toekomst eruit?
Omdat de zorgkosten blijven stijgen maken ziekenhuizen en verzorgingstehuizen steeds vaker gebruik van technologie om de patiëntenzorg en werkefficiëntie te verbeteren. Denk bijvoorbeeld aan slimme virtuele centra en microziekenhuizen die patiënten digitaal en op aanvraag behandelen. Robots en geautomatiseerde systemen zullen zorgverleners in de toekomst meer tijd geven voor hun patiënten. Daarbij is het van cruciaal belang dat de ziekenhuizen en verzorgingstehuizen van de toekomst zeer goed digitaal zijn beveiligd omdat al deze technologie deze instellingen ook zeer kwetsbaar maakt voor cyberaanvallen.
Finland is een van de leidende landen op het gebied van ontwikkeling van digitale gezondheidszorg. In 2014 lanceerde het land het nationale virtuele ziekenhuisproject Health Village. Het systeem is beschikbaar voor alle Finnen en wordt ondersteund door bijna 2000 zorgverleners uit het hele land. Elke patiënt krijgt zijn eigen ‘My Path’-klantaccount, waarmee hij anoniem toegang heeft tot 32 informatiehubs. Patiënten leren hoe ze hun symptomen het best kunnen omschrijven of presenteren aan gezondheidsdiensten, zodat ze de beste resultaten kunnen behalen. Alle adviezen die met de patiënt gedeeld zijn worden automatisch in zijn individuele elektronische patiëntendossier opgeslagen. Het systeem markeert bovendien die patiënten die mogelijk extra professionele hulp nodig hebben.
Ethische implicaties van nieuwe technologie in de gezondheidszorg
Ethiek is altijd een belangrijk onderdeel van medische beroepen geweest, maar als gevolg van onze groeiende afhankelijkheid van opkomende technologieën zijn nieuwe ethische vraagstukken ontstaan. Hoewel de acceptatie van technologieën als kunstmatige intelligentie en wearables heeft geleid tot effectievere zorgsystemen en beter geïnformeerde patiënten die meer controle hebben over hun eigen gezondheid, bestaat er bezorgdheid dat dit tot nog meer ongelijkheid zou kunnen leiden op het gebied van macht en rijkdom en bovendien de relatie tussen arts en patiënt zou kunnen ondermijnen. En nu technologie ook een steeds actievere rol speelt bij het diagnosticeren van ziekten en het voorschrijven van behandelingen, roept ook dat enkele belangrijke vragen op. Kunnen we machines bijvoorbeeld wel voldoende vertrouwen met beslissingen over leven en dood? En wie is er verantwoordelijk als er iets misgaat? Hoe zorgen we ervoor dat we vooroordelen vermijden en de privacy van patiënten beschermen?
De veranderende rol van zorgverleners
Nu steeds meer ziekenhuizen geavanceerde technologieën implementeren, worden ook de rollen en functies van medisch personeel daar aanzienlijk door beïnvloed. Zorgmedewerkers zullen bijvoorbeeld digitale vaardigheden moeten ontwikkelen om door een steeds meer op data gebaseerde zorgomgeving te kunnen navigeren. Werknemers moeten er ook van uitgaan dat ze continu zullen moeten bijleren door middel van online cursussen en VR/AR-simulaties. Bovendien zullen ze moeten leren hoe ze KI-processen moeten managen en met robots moeten leren samenwerken. Ook zullen er nieuwe vakgebieden ontstaan. Denk daarbij aan digitale geneeskunde, genomica, kunstmatige intelligentie en chirurgische robotica. Accenture voorspelt dat 50 procent van de gezondheidszorg in 2030 virtueel zal worden geleverd en dat 25 procent van de bestaande taken in de zorg zal worden geautomatiseerd.
Betekent dit dat technologie de menselijke werknemers in de gezondheidszorg volledig zal vervangen? Dat is een redelijk aannemelijk maar tegelijkertijd hoogst onwaarschijnlijk scenario. “De introductie van technologie heeft de ervaring van de patiënt alleen maar verbeterd, waardoor onze clinici en serviceproviders minder tijd hoeven te besteden aan papierwerk en meer tijd hebben voor hun patiënten”, zegt Boyd Clifford van Metro South Health. “In de zorg blijft persoonlijke interactie enorm belangrijk – en technologie draagt daar alleen maar aan bij. In die zin zijn soft skills zoals communicatieve vaardigheden en het vermogen om een efficiënt onderdeel te zijn van een goed presterend team cruciale capaciteiten in de gezondheidszorg”.
Technologische innovaties hebben de gezondheidszorg de afgelopen decennia volledig getransformeerd. Baanbrekende medische oplossingen op basis van kunstmatige intelligentie en machine learning, maar ook 3D-geprinte organen en wearables bieden nu efficiëntere manieren om diagnoses te stellen, patiënten te monitoren, ziekten beter te behandelen en meer levens te redden. Hoewel een volledig ziektevrije toekomst nog ver weg is, zal het meedogenloze werk van onderzoekers uit de hele wereld uiteindelijk zijn vruchten afwerpen, waardoor we nog gezonder worden en langer leven. Sterker nog, misschien worden we op een dag zelfs onsterfelijk!
