Hart- en vaatziekten zijn wereldwijd nog altijd de belangrijkste doodsoorzaak, met jaarlijks bijna 20 miljoen sterfgevallen. Snelle en nauwkeurige diagnostiek is daarom cruciaal om tijdig in te grijpen. In de klinische praktijk maken artsen gebruik van biomarkers zoals troponine I, CK-MB en NT-proBNP om onder meer hartinfarcten en hartfalen vast te stellen.
Omdat deze aandoeningen vaak samenhangen, groeit de behoefte aan gecombineerde, zogeheten multiplex, diagnostiek. Tot nu toe vindt dergelijke analyse vooral plaats in centrale laboratoria met grote en kostbare apparatuur, wat snelle inzet in spoedsituaties of buiten het ziekenhuis bemoeilijkt.
Compacte AI-test
UCLA Onderzoekers hebben nu een draagbare oplossing ontwikkeld die deze kloof moet overbruggen. Onder leiding van Aydogan Ozcan ontwikkelde het team een zogeheten dual-mode multiplexed vertical flow assay (xVFA): een compacte test die meerdere hartbiomarkers tegelijk kan meten aan het bed van de patiënt. De studie laat zien dat de combinatie van twee detectiemethoden, kleurmeting en chemiluminescentie, met AI-analyse zorgt voor een nauwkeurige en brede detectie van biomarkerconcentraties.
De kracht van de technologie zit in de combinatie van twee optische meetprincipes. Kleurmeting is geschikt voor hogere concentraties biomarkers, terwijl chemiluminescentie juist zeer lage concentraties kan detecteren. Door beide technieken te integreren in één papieren testcassette ontstaat een veel groter meetbereik dan bij bestaande sneltests.
De test werkt eenvoudig: een kleine hoeveelheid bloedserum wordt aangebracht op een cartridge met meerdere testzones, elk voorzien van specifieke antilichamen. Binnen één meting worden zo parallel verschillende biomarkers geanalyseerd. Een draagbare reader registreert de signalen, waarna een neuraal netwerk deze interpreteert en vertaalt naar kwantitatieve resultaten. Binnen 23 minuten levert het systeem betrouwbare waarden voor drie belangrijke hartmarkers, wat snelle klinische besluitvorming mogelijk maakt.
Benadering laboratoriumprestaties
Volgens onderzoeker Gyeo-Re Han maakt de combinatie van sensortechnologie en AI het mogelijk om de prestaties van laboratoriumtests te benaderen in een draagbaar formaat. Ook Dino Di Carlo benadrukt dat AI helpt om variaties tussen patiënten en sensoren te minimaliseren.
Validatiestudies met patiëntmateriaal tonen een sterke overeenkomst met traditionele laboratoriummetingen. Daarmee lijkt de technologie geschikt voor toepassing in spoedeisende hulp, klinieken en andere decentrale zorgomgevingen.
De onderzoekers verwachten dat het platform in de toekomst kan worden uitgebreid met andere biomarkers en ziektebeelden. Daarmee vormt de technologie een belangrijke stap richting toegankelijke, snelle en datagedreven diagnostiek, dicht bij de patiënt. Door de combinatie van draagbare biosensoren en kunstmatige intelligentie komt hoogwaardige diagnostiek steeds vaker buiten het laboratorium beschikbaar. Een ontwikkeling die essentieel is voor toekomstbestendige zorg.
Nederlands onderzoek
In 2023 toonde onderzoek van het Erasmus MC al aan dat huismonitoring met een sensor in de longslagader het aantal ziekenhuisopnames bij patiënten met chronisch hartfalen bijna kan halveren. De studie, gepubliceerd in The Lancet, omvatte 348 patiënten uit 25 Nederlandse centra. De sensor meet continu de longdruk, een belangrijke indicator voor de hartfunctie. Via een systeem zoals CardioMEMS worden de gegevens op afstand naar het ziekenhuis gestuurd, waardoor artsen tijdig kunnen ingrijpen.
Deze vorm van telemonitoring maakt het mogelijk om zorg te verplaatsen van ziekenhuis naar thuisomgeving en complicaties vroegtijdig te signaleren. De resultaten bevestigen dat thuismonitoring, in combinatie met goede medicatie en zelfzorg, een effectieve aanpak is en steeds meer de standaard wordt in de behandeling van hartfalen.
