Övervaka hjärtat utan att missa ett slag

En ny trådlös hjärtplåster kan göra det möjligt för läkare att kontinuerligt övervaka patienternas hjärtan och spela in elektrokardiogram (EKG) medan de är på språng. Sådana mycket bärbara kontinuerliga monitorer kan hjälpa läkare att behandla hjärtpatienter, och de kan snart bli avgörande verktyg för att diagnostisera tillstånd hos annars friska människor, säger enhetens utvecklare.

Flexibel övervakning: Holländska forskare har designat ett flexibelt, trådlöst hjärtplåster som kan förebygga allvarlig sjukdom genom att upptäcka tidiga symtom på hjärtbesvär genom kontinuerlig övervakning. Monitorn, som visas här, består av ett flexibelt kretskort bara 60 millimeter långt och 20 millimeter brett som innehåller alla kretsar som behövs för att detektera och överföra elektrokardiogramdata (EKG) upp till 10 meter.

Utvecklad av forskare vid Interuniversity Micro-Electronic Center (IMEC), ett oberoende forskningsinstitut för nanoteknologi i Eindhoven, Nederländerna, är den flexibla stick-on-enheten en variant av en Holter-monitor, ett bärbart EKG-verktyg som för närvarande används av kardiologer för att hjälpa till att bedöma och diagnostisera sina patienter. Men Holter-monitorer kräver att ett antal elektroder klistras på kroppen och kopplas, via en härva av ledningar, till en skrymmande inspelningsenhet som bärs vid höften.

Däremot fastnar den nya enheten bara på patientens bröst och skickar trådlöst elektriska signaler som detekteras från hjärtat till en kreditkortsliknande mottagare. Dessa signaler kan analyseras och användas för att larma som en tidig varning när farliga hjärtrytmer, eller arytmier, upptäcks, säger Bert Gyselinckx, chef för IMEC:s program för trådlösa autonoma transducerlösningar. Enheten kan till exempel användas för att larma räddningstjänsten om problem som drabbas av äldre hjärtpatienter som bor ensamma.

Den nya enheten består av ett flexibelt kretskort bara 60 millimeter långt och 20 millimeter brett som innehåller alla kretsar för att detektera och överföra EKG-signalen upp till 10 meter. Den flexibla brädan glider in i en Lycra-lapp med tre klibbiga kontaktpunkter som fungerar som EKG-elektroder. Korta ledningar inuti påsen ansluter kontaktpunkterna till kretskortet via snäpputtag. Det gör det lättare att fästa elektroderna, säger Gyselinckx.

Signalen skickas till mottagaren med hjälp av en trådlös sändare från hyllan, som använder teknik som liknar Bluetooth men med mycket lägre effekt, säger Gyselinckx. Mottagaren är ett smartkort – ett kort i fickstorlek med en integrerad krets inbäddad i det – som också innehåller ett tunt batteri. Det ser ut och känns som ett kreditkort, säger Gyselinckx. Kortet kan lagra EKG-data på en inbäddad två-gigabyte flash-minne, eller så kan det kopplas till en handdator eller mobiltelefon för att vidarebefordra data till en klinik.

Det finns en allmän trend att göra hjärtövervakningsenheter trådlösa eftersom de är så mycket enklare att använda, säger man Mike Kingsley , chef för träningsfysiologiska laboratorier vid Swansea University, i Wales.

Redan finns konsumentprodukter tillgängliga som övervakar hjärtat och skickar signalen trådlöst till en klocka. Men dessa produkter upptäcker bara hjärtfrekvens, i form av slag per minut, säger Kingsley. Ett EKG ger dig mycket mer information om hur den elektriska strömmen färdas genom hjärtat, säger han. En kardiolog kan använda dessa data för att bestämma hjärtats morfologi och beteende, som båda är avgörande för att ställa en diagnos.

Många sjukhus har börjat installera trådlösa EKG-patientspårningssystem, säger Gyselinckx, som ett sätt att hålla koll på sina patienter och lokalisera dem om de råkar ut för problem. Men sådana system uppgår till lite mer än Holter-monitorer anslutna till ett centralt sjukhusspårningssystem som övervakar patienternas vistelseort och EKG.

IMEC-enheten har begränsningar: i sin nuvarande form kan den inte registrera lika mycket av hjärtats elektriska aktivitet som ett kliniskt EKG kan. Det ger dig inte en övergripande bild av hjärtat - bara en ögonblicksbild, säger Kingsley.

Trots det är det fortfarande väldigt användbart eftersom det gör att alla arytmiska händelser kan upptäckas, säger Hans Stromeyer, chefsläkare på Monebo , i Austin, TX, som har utvecklat en trådlös EKG-enhet som bärs som ett bälte. Och kontinuerlig övervakning kan plocka upp händelser som patienten inte kommer att vara medveten om, säger han. Detta har en enorm potential inom förebyggande medicin eftersom det kan hjälpa läkare att upptäcka och behandla allvarliga hjärtsjukdomar innan de utvecklas och orsakar irreparabel skada.

Faktum är att IMEC-teamet utvecklar hjärtplåstret som en del av ett större projekt, kallat Human++, som syftar till att designa telemedicinteknik för förebyggande hälsa. Att kontinuerligt övervaka de vitala tecknen hos annars friska människor i den allmänna befolkningen kan göra det möjligt för läkare att förebygga en mängd allvarliga sjukdomar genom tidig upptäckt, säger Gyselinckx.

Trådlös hembaserad övervakning och diagnos börjar redan ske, säger Stromeyer. Det har visat sin användbarhet vid långvarig återhämtning och är mycket billigare än sjukhusrehabilitering.

Det finns också ett stort intresse för att använda bärbara hjärtmonitorer som hjälp vid läkemedelsprövningar. Detta beror på att en del av EKG-spåret, känd som QT-segmentet, har visat sig vara en bra indikator på förändringar i hjärtaktivitet orsakad av läkemedelstoxicitet, säger Stromeyer. Mycket portabla monitorer som IMEC-enheten kan vara särskilt användbara i en sådan applikation.

Men för närvarande arbetar IMEC-teamet för att enheten ska kunna registrera så mycket data som ett kliniskt EKG kan. Teamet arbetar också för att göra plåstret mer följsamt med en kombination av flexibel organisk elektronik och tunnfilms kiselelektronik, i syfte att licensiera tekniken.

Dölj