- Biosensoren en slimme inlegzolen helpen mensen met diabetes
- Sensoren in je zweet kunnen je gezondheid monitoren
- Yono Labs ontwikkelt ovulatievoorspeller voor in je oor
- Geavanceerde sensoren detecteren biochemische verbindingen
- Kunstmatige keel biedt hoop voor mensen met stembandletsel
- De armband van Current Health krijgt FDA-goedkeuring
- Omron lanceert bloeddrukmeter-smartwatch
- Myant integreert sensoren in onderkleding
- Nieuwe keelsensor meet de meest uiteenlopende lichaamsfuncties
- Geavanceerde technologieën transformeren de gezondheidszorg
De wereldbevolking blijft maar groeien. Tegen 2050 zullen er 9,7 miljard mensen op onze aarde rondlopen – die ook allemaal steeds ouder worden, dankzij geavanceerde medische behandelingen, verbeterde voeding en schonere leefomstandigheden. Deze positieve trends hebben tegelijkertijd geleid tot enkele nieuwe uitdagingen. Gezondheidszorgsystemen overal ter hele wereld hebben namelijk te maken met een groeiend aantal patiënten met diabetes en andere chronische ziekten en deze mensen hebben constante medische zorg nodig. Maar artsen en verpleegkundigen zijn nu al overwerkt en onvoldoende beschikbaar. Gelukkig zijn er verschillende mogelijke oplossingen voor deze uitdagingen. Artsen kunnen patiënten nu bijvoorbeeld al op afstand monitoren, waardoor ze meer preventief te werk kunnen gaan en op tijd kunnen ingrijpen wanneer er sprake is van gezondheidsproblemen.
Slimme elektronische apparaten, gedragen op het lichaam of verwerkt in kleding, worden steeds populairder en kunnen hartslag, bloeddruk, stress, glucosespiegels en vele andere gezondheidsgerelateerde datapunten monitoren. Deze wearables maken het mogelijk om gepersonaliseerde medische zorg te verlenen, het aantal ziekenhuisopnames terug te dringen en veel meer sterfgevallen te voorkomen. Dit vermindert bovendien de druk op artsen en het zorgsysteem. De voorspellingen zijn dat de wereldwijde markt voor medische wearables in 2026 een waarde van $139 miljard zal bereiken. En dankzij de inspanningen van ondernemers en wetenschappers kunnen we nu kiezen uit een enorme verscheidenheid aan wearables.
Biosensoren en slimme inlegzolen helpen mensen met diabetes
Een van deze producten is een 3D-geprinte glucose-biosensor die ontwikkeld is door Amerikaanse onderzoekers van de Washington State University. Met het apparaat kunnen diabetespatiënten hun ziekte op een non-invasieve manier monitoren, zonder dat daar nog vingerprikken voor nodig zijn. In tegenstelling tot traditioneel vervaardigde sensoren bevatten deze sensoren bovendien geen schadelijke chemicaliën en wordt er bij de productie minder afval veroorzaakt. Ook is het systeem gevoeliger bij het detecteren van glucosesignalen dan de traditionele methode. De volgende stap is om een wearable en elektronische componenten voor de geprinte biosensor te ontwikkelen zodat er een commercieel levensvatbaar product van gemaakt kan worden. De verwachting is dat het uiteindelijke product goed zal verkopen, omdat je “met 3D-printtechnologie biosensoren kunt produceren die specifiek zijn afgestemd op individuele patiënten”, zegt Arda Gozen, universitair docent aan de universiteit.
Naast de pijnlijke glucosecontroles moeten diabeten er ook rekening mee houden dat ze uiteindelijk voetzweren kunnen ontwikkelen. Diabetische voeten, zoals deze aandoening genoemd wordt, kunnen soms leiden tot amputatie. Een Amerikaanse wetenschapper en ondernemer, Linh Le, is nu bezig met de ontwikkeling van een slimme inlegzool. Deze zool wordt vervaardigd en verkocht door zijn in New York gevestigde bedrijf Bonbouton en maakt gebruik van sensoren om veranderingen in druk en huidtemperatuur te monitoren. Door deze gegevens te analyseren, kan de binnenzool bepalen of er een plaatselijke ontsteking ontstaat. Via de bijbehorende smartphone-app ontvangt de drager van de schoenzool vervolgens een waarschuwing. Het programma kan bovendien advies geven en artsen of familieleden waarschuwen.
Sensoren in je zweet kunnen je gezondheid monitoren
Wetenschappers van de Northwestern University in Chicago hebben een batterijloze draagbare sensor ontwikkeld die op de huid gedragen wordt en informatie verzamelt over transpiratie, zoals de hoeveelheid en snelheid van het vochtverlies en elektrolyt-, glucose- en lactaatniveaus. Deze gegevens duiden op “fysiologische gezondheid, elektrolytenbalans en hydratatietoestand”, aldus professor John Rogers, fysisch chemicus en materiaalwetenschapper aan de universiteit. Het systeem kan ook helpen bij de diagnose van cystische fibrose en het monitoren van revalidatie bij mensen die een beroerte gehad hebben. De sensor bestaat uit zogenaamde ‘verzamelkamers’ die elk een andere parameter meten en worden gevoed door radiogolven die worden uitgezonden door met het systeem verbonden apparaten.
Onderzoekers van Stanford University werken aan iets soortgelijks. Ze hebben een non-invasieve manier gevonden om cortisolniveaus in transpiratievocht te meten. Cortisol is een hormoon dat piekt wanneer iemand gestrest is en tot een verhoging van de hartslag en bloeddruk kan leiden. Het detecteren van dit hormoon gebeurt meestal door middel van bloedonderzoek, waarvan de uitslag vaak urenlang op zich laat wachten. De zweetdetecterende huidsensor kan cortisolspiegels binnen enkele seconden analyseren, waardoor wetenschappers emotionele stress, metabolisme en immuunfunctie vrijwel direct kunnen meten. De volgende stap is de betrouwbaarheid van het instrument verbeteren. Het team is bovendien van plan om een draagbaar apparaat te ontwikkelen voor de sensor zodat het systeem ook in het dagelijks leven op een praktische manier kan worden gebruikt.
Yono Labs ontwikkelt ovulatievoorspeller voor in je oor
Sensoren kunnen vrouwen binnenkort ook helpen met het identificeren van hun vruchtbare periode. De ovulatie kan op dit moment op verschillende manieren gedetecteerd worden – via progesteronspiegels in het bloed, een echografie, een endometriumbiopsie, ovulatietesten of door het meten van de basale lichaamstemperatuur (BBT). Hoewel de laatste twee methoden het meest worden gebruikt, zijn ze verre van ideaal en niet altijd even nauwkeurig. Een precies beeld krijgen van BBT is moeilijk, omdat de temperatuur elke ochtend op dezelfde tijd met huidcontacthermometers gemeten moet worden en vervolgens moet je de gegevens ook nog eens zelf analyseren. Nu heeft Vanessa Xi in Silicon Valley de startup Yono Labs opgericht en ’s werelds eerste ovulatie-voorspeller uitgevonden die in het oor gebruikt wordt.
Het product bestaat uit twee delen. Het eerste deel is de Yono, een kleine sensor die in het oor geplaatst wordt en gedurende de nacht 70 tot 120 temperatuurmetingen verricht. Het tweede deel is het basisstation dat de verzamelde gegevens overbrengt naar de Yono-smartphone-app, die slimme algoritmen gebruikt om de vruchtbaarheid te analyseren, de menstruatiecyclus te registreren en de eisprong te voorspellen. Het bedrijf werkt samen met Peter Song, een professor in de biostatistiek aan de Universiteit van Michigan, om de nauwkeurigheid van de voorspellingen te verbeteren. Zijn algoritmen filteren irrelevante meetwaarden er bijvoorbeeld uit, zoals “gegevens onder 32°C, omdat dat biologisch niet mogelijk is”, aldus Song.
Geavanceerde sensoren detecteren biochemische verbindingen
Wetenschappers van het KTH Royal Institute of Technology in Zweden werken aan multifunctionele elektrochemische sensoren die bloed en zweet analyseren. Deze apparaten kunnen in kleding worden geweven, in pleisters worden geïntegreerd of als micronaalden worden ingebracht. Het belangrijkste voordeel van deze technologie is het brede scala aan biochemische verbindingen die het meet, zoals natrium, chloride, calcium, magnesium, ammonium, glucose, urinezuur en glycine. De sensor detecteert zelfs een toename van melkzuur tijdens fysieke trainingen. Dankzij deze mogelijkheden kunnen de sensoren “thuis voor medische doeleinden of tijdens sportactiviteiten gebruikt worden of als hulpmiddelen in ziekenhuizen en klinieken”, aldus Gaston Crespo, universitair hoofddocent aan KTH.
Patiënten met nierziekten kunnen bijvoorbeeld baat hebben bij het meten van hun elektrolytenbalans en hydratatieniveaus. De sensor kan ook kaliumionen en creatinineniveaus in het bloed detecteren en is zelfs in staat om “te meten hoe gestrest of alert een persoon is”, zegt Crespo. Het apparaat kan worden geïntegreerd met versnellingsmeters en andere bestaande sensoren zodat het een scala aan informatie over vitale lichaamsfuncties kan bieden.
Kunstmatige keel geeft mensen met stembandletsel hoop
Chinese onderzoekers werken aan de ontwikkeling van een kunstmatige keel waarmee mensen met aandoeningen of verwondingen aan hun stembanden weer kunnen spreken. Het apparaat bestaat uit een dunne polyvinylalcohol-film die op de keel van een persoon wordt geplaatst en vervolgens wordt verbonden met een armband die een decoder, een microcomputer, een printplaat en een eindversterker bevat. De resultaten van de eerste tests zijn veelbelovend. Het instrument was in staat om bepaalde keelbewegingen om te zetten in woorden als ‘oké’ en ‘nee’. Hoewel deze technologie nog geen marktklaar product is, hopen de onderzoekers dat mensen met stembandletsel met behulp van nieuwe ontwikkelingen van deze technologie uiteindelijk weer zullen kunnen spreken.
De armband van Current Health krijgt FDA-goedkeuring
Zorginstanties over de hele wereld staan onder druk om toenemende aantallen patiënten zorg te kunnen bieden. Een manier om dat te doen – zonder dat het invloed heeft op de kwaliteit van de dienstverlening – is door “gezondheidszorg van het ziekenhuis naar de gemeenschap te verplaatsen”, zegt Christopher McCann, CEO van het Amerikaanse medische bedrijf Current Health. Om dit voor elkaar te krijgen is het vermogen om de gezondheid van patiënten op afstand te monitoren van cruciaal belang. Daarom hebben McCann en zijn team een armband ontwikkeld die de mobiliteit, temperatuur, zuurstofsaturatie, ademhaling en polsslag van een patiënt monitort. De medische wearable is goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) voor gebruik thuis en in het ziekenhuis.
De armband wordt voornamelijk gebruikt door patiënten die lijden aan chronische ziekten, zoals chronische obstructieve longziekte (COPD) en hartfalen. Deze patiënten hebben veelvuldig te maken met ziekenhuisopnames, maar door de gezondheid van deze mensen in real time te monitoren kunnen artsen veel meer preventief handelen. De verzamelde medische gegevens worden opgenomen in elektronische patiëntendossiers en worden bovendien door Current Health gebruikt om de algoritmen te verfijnen en vroege waarschuwingssignalen bij patiënten te detecteren. Hoewel het platform medische zorg thuis promoot, kunnen patiënten en artsen door middel van het systeem ook via sms-berichten en video-oproepen met elkaar communiceren.
Omron lanceert bloeddrukmeter-smartwatch
Een ander draagbaar apparaat met FDA-goedkeuring is HeartGuide, een smartwatch met een bloeddrukmeter. Het apparaat wordt geproduceerd door het Japanse elektronicabedrijf Omron en ziet eruit als een gewone smartwatch. Het monitort het aantal slaapuren, verbrande calorieën, gelopen stappen en afgelegde afstand. Maar wat deze smartwatch van andere onderscheidt is de geïntegreerde bloeddrukmeter. De geregistreerde bloeddrukinformatie kan naar een iPhone- of Android-app gestuurd worden. Gebruikers kunnen de metingen handmatig starten of de smartwatch zo instellen dat het de metingen automatisch, met regelmatige tussenpozen, uitvoert.
HeartGuide van Omron biedt zorgverleners onschatbare hulp. In plaats van alleen te vertrouwen op de bloeddrukmetingen die gedaan worden tijdens een ziekenhuisbezoek, kunnen artsen nu metingen analyseren die gedurende enkele weken of maanden zijn uitgevoerd. Dit helpt hen bij het ontdekken van belangrijke patronen en kan voorkomen dat patiënten een hartaanval, nierziekten of andere problemen krijgen. Er zijn wereldwijd ongeveer 1,13 miljard mensen die kampen met een hoge bloeddruk, dus er is enorm veel marktpotentieel voor Omron. Het enige obstakel voor het bereiken van meer klanten is mogelijk de prijs. HeartGuide kost namelijk $500, wat voor veel mensen toch een aanzienlijk bedrag is.
Myant integreert sensoren in onderkleding
Myant is een ander bedrijf met innovatieve oplossingen voor gezondheidsmonitoring. Het textielbedrijf is gevestigd in Canada en ontwikkelt ondergoed met sensoren die je slaap, houding, beweging, ademhalingssnelheid, temperatuur en hartslag volgen. De Skiin-smartphone-app analyseert vervolgens de gegevens en biedt suggesties om je welzijn te verbeteren. Informatie kan via het systeem bovendien met artsen, vrienden en familieleden gedeeld worden. Van de sensoren voel of zie je overigens niets. Brian Fung, de marketingstrateeg van Myant, zegt: “Je hebt helemaal niet het gevoel dat je technologie draagt. Je hebt het gevoel dat je kleding draagt”.
Het bedrijf is van plan meer te produceren dan alleen ondergoed. Denk bijvoorbeeld aan shirts en slaapmaskers. Je kunt je bovendien abonneren op diensten als aritmiedetectie, valdetectie en vermoeidheidsbewaking tijdens het autorijden. Ingenieurs zijn zelfs bezig met de ontwikkeling van een zwangerschapsband die de hartslag en andere vitale symptomen van zowel moeder als baby kan detecteren. Ook lakentjes in de wieg kunnen uiteindelijk worden getransformeerd in een sensorrijke omgeving, zodat ziekenhuizen betere zorg kunnen bieden.
Nieuwe keelsensor meet de meest uiteenlopende lichaamsfuncties
Wetenschappers onder leiding van dr. John Rogers aan de Northwestern University werken aan een wel heel ambitieuze medische wearable – een slimme patch in een flexibele siliconengel die op je keelholte wordt geplaatst. De geavanceerde technologie en onconventionele plaatsing van deze sensor maakt het mogelijk om vrijwel elke lichaamsfunctie te volgen die mechanische beweging van weefsel en organen inhoudt, waaronder lichaamsoriëntatie, ademhaling, slaap, slikken, praten, hartritme, vocale trillingen, snurken en hoesten.
Het verzamelen van dit soort gegevens heeft veel voordelen. Artsen kunnen op basis van deze informatie nauwkeurigere diagnoses stellen. Real-time monitoring van de ademhaling kan hen bijvoorbeeld vertellen of een angstgevoelige patiënt een paniekaanval krijgt. En stemanalyse kan indicaties geven of patiënten mogelijk een psychische stoornis ontwikkelen. De voordelen zijn eindeloos, maar het beschermen van gevoelige medische gegevens blijft een belangrijke taak. Techbedrijven, verzekeraars en zelfs overheden kunnen gezondheidsgerelateerde informatie voor allerlei doeleinden gebruiken en het is dan ook van cruciaal belang dat er specifieke gegevensbeschermingswetten komen.
Geavanceerde technologieën transformeren de gezondheidszorg
Zorgverlening zal in de toekomst in toenemende mate thuis plaatsvinden, in plaats van in ziekenhuizen, en dankzij voortdurende nieuwe ontwikkelingen op het gebied van wearables kan de druk op ziekenhuizen enigszins teruggedrongen worden. Met wearables kun je belangrijke lichaamsfuncties op afstand meten, zoals bloeddruk, ademhaling, hartslag, hormonen en allerlei andere belangrijke datapunten, zodat artsen medische problemen kunnen detecteren en oplossen voordat deze escaleren.
