Een slimme armband ontwikkeld door Litouwse onderzoekers waarschuwt bij gevaarlijke bedreigingen van de gezondheid

Dick Schrauwen [1]

Hoewel smartwatches populaire modegadgets zijn voor het bewaken van de hartslag en fysieke activiteit, zijn ze meestal niet geavanceerd genoeg om specifieke en nauwkeurige informatie te geven over mogelijke gezondheidsproblemen van de drager.

Onderzoekers van de Kaunas University of Technology (KTU) ontwikkelen een slimme polsband die atriale fibrillatie [2] monitort. Atriale fibrillatie (boezemfibrileren) is een gevaarlijke aandoening die zonder behandeling tot ernstige complicaties kan leiden waaraan mensen zelfs kunnen overlijden.

Volgens gegevens van de Amerikaanse overheid is boezemfibrileren het meest voorkomende type hartritmestoornis [3]. Ongeveer 9% van de mensen van 65 jaar of ouder heeft er last van. Naar schatting zal de prevalentie van de ziekte wereldwijd binnen 30 jaar verdrievoudigen doordat mensen steeds ouder worden.

Aan het begin van de ontwikkeling van aritmie [3] zijn de episodes gewoonlijk kort en gaan ze van zelf snel voorbij en blijven dus vaak onopgemerkt. Zonder behandeling kan atriale fibrillatie bijdragen aan de ontwikkeling van ernstige complicaties zoals een herseninfarct.

"Atriale fibrillatie kan vaak optreden na een hartinfarct zodat deze patiënten medische zorg en aandacht nodig hebben om ernstige gezondheidscomplicaties te voorkomen. Na het verlaten van het ziekenhuis worden de patiënten slechts periodiek gecontroleerd terwijl ze eigenlijk voortdurend gemonitord zouden moeten worden. "

"Niet-invasieve, compacte draagbare apparaten die in een continue bewaking voorzien, zijn daarom een aantrekkelijke oplossing voor het monitoren van de gezondheidsstatus van dergelijke risicogroepen", zegt Vaidotas Marozas, directeur van KTU Biomedical Engineering Institute (BEI).

Het team van KTU BEI-onderzoekers onder leiding van dr. Marozas ontwikkelt een multisensorisch systeem voor het monitoren van atriale fibrillatie in de vorm van een polsband. Twee soorten technieken worden gebruikt in het apparaat: fotoplethysmografie (PPG) [4] voor de voortdurende monitoring en elektrocardiografie (ECG) voor het verkrijgen van een `hartfilm` [5].

Wanneer de PPG-sensor hartactiviteit registreert die vergelijkbaar is met atriale fibrillatie gaat de polsband zachtjes trillen en raakt de patiënt de polsband aan met zijn andere hand. Zodoende kan het apparaat met behulp van ECG een korte hartfilm maken.

De kwaliteit van deze in het dagelijkse leven verkregen signalen is van slechtere kwaliteit dan die in het ziekenhuis. Daarom werkt de continue bewaking op afstand alleen door de kwaliteit van de gegevens op te waarderen. Volgens Dr Marozas is een van de belangrijkste uitdagingen bij de ontwikkeling van dit soort draagbare bewakingssystemen het toepassen van geavanceerde signaalverwerking die de bruikbare informatie scheidt van de irrelevante ruis zoals niet ter zake doende bewegingen en onschuldige ritmestoornissen.

De biomedische ingenieurs van KTU werken samen met een internationaal team van artsen en gezondheidswetenschappers van de Kaunas Universiteit voor Gezondheidswetenschappen, de Universiteit van Vilnius, de Universiteit van Lund en industrieel ontwerpers van de Vilnius Academie voor de Kunsten.

"We richten ons op het ontwikkelen van technologieën gebaseerd op de hedendaagse geneeskunde en die nuttig zijn voor de volksgezondheid. Omdat boezemfibrileren zo vaak voorkomt, zou elk persoon ouder dan 65 moeten worden gecontroleerd. We kunnen daarbij niet vertrouwen op een eenmalige ECG. Een eenmalige check is alleen zinnig als er sprake is van een chronische aandoening. Maar wat als de conditie zich zo nu en dan voordoet? In die gevallen is onze technologie heel nuttig.", legt dr. Marozas uit.

Marozas verzekert dat de polsband zeer eenvoudig te gebruiken is, ondanks de ingewikkelde technologie en de geavanceerde algoritmen. Hij benadrukt dat apparaat gericht is op oudere mensen die minder gewend zijn aan het gebruik van moderne technologie en `smart gadgets`.

Op dit moment werkt het team aan het toevoegen van extra functies zoals de ontwikkeling van een algoritme dat de reactie van het hart op fysieke belasting kan vaststellen. Er is een verband tussen een te trage aanpassing van het hart aan toenemende fysieke belasting enerzijds en een hoger risico op hart- en vaatziekten en een hogere mortaliteit anderzijds. Daarom is het monitoren daarvan waardevol voor mensen van alle leeftijden.

De patentaanvraag voor de slimme polsband is eind 2018 ingediend bij het Litouwse patentenbureau. Het KTU BEI-team is ook bezig met internationale patentaanvragen voor deze en twee andere uitvindingen.

Het KTU Biomedical Engineering Institute is gespecialiseerd in het ontwikkelen van nieuwe elektronische systemen voor het monitoren van gezondheidsparameters bij mensen, meestal voor het gebruik in research. Samen met lokale en internationale partners hebben de KTU-onderzoekers vele innovatieve draagbare gezondheidsconcepten geïmplementeerd zoals een slim T-shirt, een multisensorisch systeem voor hemodialyse [6] en een monitorsysteem voor duikers dat wordt gebruikt in militaire training.

Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door de Onderzoeksraad van Litouwen (Research Council of Lithuania), project AFterStroke, Contractnummer nr. S-MIP-17/81.

Verwijzingen

[1] Bewerking van persbericht
- https://en.ktu.edu/news/smart-wrist-worn-device-developed-by-lithuanian-researchers-can-alert-about-dangerous-health-conditions/

[2] Atrial fibrillation, atriale fibrillatie, boezemfibrilleren, atriumfibrilleren
- https://www.boezemfibrilleren.nl/
- https://nl.wikipedia.org/wiki/Boezemfibrilleren

[3] Arrhythmia, aritmie, hartritmestoornis
- https://nl.wikipedia.org/wiki/Hartritmestoornis

[4] Fotoplethysmografie (PPG)
- https://en.wikipedia.org/wiki/Photoplethysmogram

[5] Elektrocardiografie (ECG), hartfilm
- https://nl.wikipedia.org/wiki/Elektrocardiogram
- https://www.hartstichting.nl/hart-en-vaatziekten/medische-onderzoeken/hartfilmpje-(ecg)

[6] Hemodialyse
- https://nl.wikipedia.org/wiki/Hemodialyse