Onderzoekers hebben een unieke wearable ontwikkeld die continu de longen en het hart van ziekenhuispatiënten kan scannen terwijl ze in bed liggen. Volgens de uitvinders is dit een revolutionair alternatief voor CT-scans. De wearable wordt als een riem om de borst van de patiënt bevestigd – zoals hartslagmeters die sporters vaak dragen. Hij werkt, met behulp van echografie, als een CT-scanner. In plaats van een geïsoleerde momentopname te maken, kan het een reeks dynamische, hogeresolutiebeelden van het hart, de longen en de inwendige organen produceren, waardoor artsen een beter inzicht krijgen in de toestand van een patiënt.
De wearable kan in bed worden gedragen en vermindert bovendien ook de noodzaak van herhaalde ziekenhuisbezoeken voor het maken van scans. Het apparaat is ontwikkeld aan de Universiteit van Bath in samenwerking met het Poolse technologiebedrijf Netrix en wordt beschreven in deze publicatie van de University of Bath. De zachte sensorarray wordt direct op de borst van de patiënt geplaatst en maakt gebruik van geavanceerde ultrasone computertomografie (USCT) om in realtime beelden van het hart en de longen te genereren, waarbij veranderingen in de orgaanfunctie en -structuur continu gedurende uren of zelfs dagen worden gevolgd.
Een gamechanger voor patiëntmonitoring?
Patiënten met aandoeningen zoals hartfalen, longontsteking of ademnood moeten nu nog vaak meerdere scans ondergaan die intermitterend, storend en stralingsintensief zijn. De nu ontwikkelde wearable maakt niet-invasieve monitoring aan het bed mogelijk, waardoor de noodzaak van vervoer tot een minimum wordt beperkt, het comfort wordt verbeterd en verslechtering of herstel eerder kan worden gedetecteerd.
"Dit zou een fundamentele verandering kunnen betekenen voor de manier waarop we patiënten op de intensive care of na een operatie monitoren. De beeldkwaliteit van het apparaat is vergelijkbaar met die van een röntgenfoto of CT-scan, maar in plaats van een enkele momentopname kunnen we monitoren hoe de longen en het hart zich in de loop van de tijd gedragen, wat veel meer informatie oplevert bij het behandelen van dynamische aandoeningen”, aldus Professor Manuch Soleimani. Hij is hoofdauteur van het onderzoeksartikel en verbonden aan de afdeling Elektronica en Elektrotechniek van Bath.
Tests op mensen hebben aangetoond dat de technologie betrouwbaar is en ook middelen kan besparen. Door geavanceerde beeldreconstructie en deep learning-algoritmen te gebruiken, wordt realtime beeldvorming mogelijk gemaakt. “Het feit dat het apparaat comfortabel in bed kan worden gedragen en een volledig beeld geeft van de organen in de borstkas, betekent dat het ook kan helpen bij het bepalen van behandelingen, waaronder hoeveel beademingsondersteuning patiënten nodig hebben”, vertelt Soleimani.
Meer comfort voor de patiënt
Het apparaat is ontworpen met het comfort van de patiënt in gedachten. Dankzij de zachte, flexibele materialen is het geschikt voor langdurig gebruik en dankzij de draadloze gegevensoverdracht kan het worden geïntegreerd met ziekenhuisbewakingssystemen. Toekomstige versies kunnen zelfs AI-ondersteunde analyse bieden voor clinici, waardoor waarschuwingssignalen worden geïdentificeerd voordat ze zichtbaar zijn voor het menselijk oog.
Buiten ziekenhuizen opent deze technologie de deur naar monitoring op afstand in thuiszorgomgevingen, met name voor oudere patiënten of patiënten met chronische hart- en longaandoeningen. Het kan ook de druk op de gezondheidszorg verminderen door vroegtijdige interventie, waardoor onnodige ziekenhuisopnames worden voorkomen.
Klinische test op mannen en later ook vrouwen
Het onderzoeksteam werkt momenteel samen met partnerziekenhuizen aan plannen voor klinische proeven, met als doel de technologie te verfijnen voor goedkeuring door de regelgevende instanties. De eerste tests zijn uitgevoerd op gezonde mannelijke vrijwilligers, omdat de borstkas van mannen uniformer is. Het onderzoeksteam is van plan om hun werk in de toekomst uit te breiden naar vrouwelijke deelnemers, om mogelijke uitdagingen in verband met beeldvorming door borstweefsel te overwinnen, en om te beginnen met het testen op patiënten met hart- en longaandoeningen, zoals Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS), longoedeem en meer.
Andere mogelijke ontwikkelingen zouden de resolutie van beelden kunnen verhogen door meer echokanaal toe te voegen, terwijl een verdere ontwikkeling van het ontwerp ook zou kunnen worden gebruikt voor het monitoren van hersenscans aan het bed of in de ambulance voor het monitoren van beroertes, wat levensreddend en cruciaal kan zijn voor de behandeling en revalidatie.
Medische wearables
Medische wearables bieden aanzienlijke voordelen voor digitale telemonitoring in de zorg. Deze apparaten, zoals slimme pleisters en medische smartwatches, verzamelen continu vitale gegevens zoals hartslag, bloeddruk en ademhaling, en sturen deze real-time door naar zorgverleners. Dit stelt artsen in staat om een longitudinaal beeld van de patiënt te verkrijgen, wat cruciaal is voor het monitoren van aandoeningen zoals atriumfibrilleren en het aanpassen van behandelingen.
Daarnaast kunnen wearables routinematige taken van zorgverleners overnemen, waardoor zij meer tijd hebben voor patiëntgesprekken. Voor brede implementatie is het essentieel dat de verzamelde data nauwkeurig, medisch gevalideerd en transparant worden gedeeld binnen een gezamenlijk gedragen framework van artsen, patiënten en zorgverzekeraars.
