Gezondheidsproblemen voorkomen en monitoren met wearables

Je activiteit, hartslag of slaapduur bijhouden op een wearable. Wij vinden het de normaalste zaak van de wereld maar medical grade wearables, draagbare apparaten die voldoen aan de Europese regelgeving voor medische hulpmiddelen, zijn tot veel meer in staat. Zo is het mogelijk om via een ‘patch’ op de huid ultrasound beelden of bloeddruk real time te meten. De potentie van wearables is enorm, maar dit brengt ook uitdagingen met zich mee. “Die kunnen we alleen oplossen door integraal samen te werken binnen een ecosysteem van bedrijven, instituten en ziekenhuizen met complementaire expertises,” vertelt programmamanager dr. Natallia Uzunbajakava van TNO Holst Centre. Uzunbajakava is plenair spreker tijdens het Medische Elektronica event op 7 februari 2023 in Leusden.

“Ik wil tijdens mijn lezing inzicht geven in de voordelen en uitdagingen van medical grade wearable devices”, vertelt Uzunbajakava enthousiast. “Dit zijn apparaten die nauwkeurig en precies medical grade data uitlezen en die bovendien voldoen aan strenge regels van de Amerikaanse FDA en de Europese MDR. Zo kunnen verpleegkundigen en artsen real time informatie inzien, zonder dat de patiënt naar het ziekenhuis of het behandelcentrum hoeft te komen.” Uzunbajakava noemt als voorbeeld een ultrasoundmeting. “Op dit moment kan een ultrasound alleen worden uitgevoerd door een ervaren medisch specialist op dit gebied. Het ultrasoundapparaat is groot en log en het meet maar een beperkt oppervlakte van het lichaam. Om een compleet beeld van het gewenste gebied te vormen, moet de specialist het apparaat verplaatsen”.

Flinterdunne ultrasound patch
“Bij TNO werken we aan een flinterdunne ultrasound ‘patch’ die lijkt op een grote pleister en die een arts bij de patiënt op de huid aanbrengt,” vervolgt Uzunbajakava. “De patch voert middels ultrasoundelektronica dezelfde metingen uit als een apparaat in het ziekenhuis, alleen dan voor een groter oppervlak, zonder dat er continue een medicus bij de patiënt aanwezig hoeft te zijn. De patch zit 24 uur per dag op de huid en een specialist kan de data op elk gewenst moment inzien terwijl de patiënt gewoon thuis is. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om een embryo tijdens de zwangerschap te monitoren, of om het urineniveau in de blaas bij te houden.”

Vital signs patch
Ook werkt TNO aan een vital signs patch waarmee gebruikers inzicht krijgen in de status van hun gezondheid en welzijn. Denk aan: hartslag, hartslagvariabiliteit, beademingspatroon, bloeddruk , SpO2 en core body temperatuur. Daarnaast kan je via de vital signs patch zien of je verhoogt risico loopt op gezondheidsproblemen en of het bijvoorbeeld gewenst is om je leefstijl aan te passen om problemen te voorkomen.

Efficiënt en comfortabel
“Wearables zijn ontstaan vanuit de behoefte van patiënten én behandelaars om efficiënter medische data te verzamelen buiten de ziekenhuisomgeving. De behoefte aan wearable devices stijgt door vergrijzing van de bevolking en de toename van chronische ziekten als hart- en vaatzieken, diabetes, respiratore aandoeningen, neurodegeneratieve ziektes en mentale gezondheidsproblemen. Deze chronische ziekten zijn verantwoordelijk voor circa 70% van de sterfgevallen wereldwijd en ook in Nederland. Er móet iets gebeuren om dit percentage omlaag te krijgen, want door de toenemende vergrijzing lopen de zorgkosten in de toekomst alleen nog meer verder op. De gemiddelde mens spendeert de helft van zijn leven niet in een goede gezondheid,” aldus Uzunbajakava.

Leefstijlinterventie
“Voorkomen is altijd het beste: bewustwording en preventie middels programma’s die gericht zijn op het meten van gezondheid een welzijn, gekoppeld aan leefstijlinterventie. Maar ook een juiste diagnostiek in een vroeg stadium en therapie of behandeling kan grotere problemen voorkomen.” Het meten van gezondheidsdata door medical grade wearables speelt hierbij een centrale rol. “Als mensen zélf inzien wat voor effect hun leefstijl heeft op bijvoorbeeld hun hartslag en bloeddruk zijn ze sneller bereid om leefstijlveranderingen door te voeren,” zegt Uzunbajakava. “Medical grade wearables meten exact en zijn relatief makkelijk toepasbaar. Natuurlijk lopen we ook tegen uitdagingen aan. Technisch gezien is het belangrijk dat de sensoren nauwkeurig meten en ook dat de data real time én long term wordt gegenereerd. Dit kan alleen als de wearable niet vanzelf loslaat tijdens het bewegen of onder de douche. Daarnaast is het draagcomfort voor de patiënt van groot belang, want de wearable zit permanent op de huid en de patiënt wil hier geen last van hebben.”

Modulaire sensors
Het onderzoeksteam van TNO Holst Centre werkt modulair. “Verschillende patiëntgroepen hebben verschillende read-outs (signalen) nodig,” licht Uzunbajakava toe. “De ontwikkelingen binnen de sector gaan snel en er komen steeds nieuwe en betere elektronica en materialen beschikbaar. Daar willen we gebruik van maken. Als er betere innovaties op de markt komen, willen we die zo snel mogelijk integreren in bestaande wearable platforms. Daarom zijn onze technologieplatforms flexibel en makkelijk aan te passen.”  

Eigen expertise inbrengen
Teamwerk en integraal samenwerken zijn volgens Uzunbajakava noodzakelijk om de kwaliteit van de wearable te waarborgen.  “De diverse modules van zo’n wearable ontwikkelen wij in-house, maar we  doen dit niet alleen. De expertise van TNO Holst Centre op het gebied van hybride geprinte elektronica en cleanroom fabricage (een zeer zuivere werkomgeving, red.) maakt het mogelijk flexibele en rigide sensoren en componenten te integreren in draagbare apparaten. Verder werkt TNO samen met externe partners die ieder hun eigen expertise inbrengen.

Uzunbajakava: “We werken samen met onderzoeksinstellingen, laboratoria, ziekenhuizen,  universiteiten, stichtingen en bedrijven hier in Nederland zoals bijvoorbeeld Philips, LifeSense group, Bambi Medical, Holland HighTech, Erasmus MC. Daarnaast hebben partners in Europa, de VS en Azië, de pacific regio, zoals Lohmann, DuPont, EmpoHealth en Shin Etsu. De hele keten – van idee tot eindproduct- noemen we het ecosysteem van een product. TNO is met name betrokken bij de eerste fase van het ecosysteem, dus van het idee tot werkende prototype en de pre-clinical trial.”

De boot niet missen  
Het uiteindelijke doel is dat de wearable wordt goedgekeurd door het Europees Geneesmiddelenbureau of de FDA waarna het op de markt komt. Uzunbajakava wil tijdens haar lezing aantonen hoe essentieel een goede samenwerking is voor het onderzoek naar en de ontwikkeling van wearables. “Wearables worden alleen maar belangrijker in de toekomst. Om een goed product te ontwikkelen, moét de juiste expertise bij elkaar worden gebracht en daarom proberen wij vanuit TNO om partijen met elkaar te verbinden. Ik hoop dat bezoekers van het event aan het eind van de lezing inzien hoe breed toepasbaar wearables zijn, zowel voor de behandeling van ziekten als preventief, en dat het de moeite meer dan waard is om daarin te investeren.”

Presentatie bezoeken
Bezoek de presentatie van Uzunbajakava tijdens het Medische Elektronica event op 7 februari in Leusden. De presentatie is kosteloos te volgen als je je van tevoren aanmeldt via de website: https://fhi-wpn.acceptatie.indicia-interactiv.nl/medischeelektronica/