Onderzoekers van Dartmouth College hebben een smartphonegebaseerde tool ontwikkeld die de gezondheid van weefsel kan monitoren door het zuurstofniveau in cellen te meten. De methode maakt gebruik van een natuurlijk voorkomende molecuul en kan volgens de onderzoekers een eenvoudige en betaalbare oplossing bieden voor thuismonitoring.
Waar traditionele pulsoximeters het zuurstofgehalte in het bloed meten, richt deze nieuwe aanpak zich op zuurstof in weefsels. “De pulsoximeters die worden gebruikt op spoedeisendehulpafdelingen, in ambulances en in de thuiszorg meten het zuurstofgehalte in het bloed weliswaar nauwkeurig, maar dat verandert eigenlijk niet veel totdat je in feite op sterven ligt,” zegt Brian Pogue, hoogleraar biomedische technologie aan Dartmouth. “Wat we eigenlijk willen, is niet het zuurstofgehalte in het bloed, maar het zuurstofgehalte in het weefsel. Dat is een veel subtielere indicator voor de weefselfunctie en een betere dynamische indicator voor de gezondheid.”
Meten met smartphone en licht
De technologie, beschreven in Biosensors and Bioelectronics, combineert een standaard smartphonecamera met een pulserende LED-lichtbron en een speciale crème. Deze crème stimuleert de aanmaak van Protoporphyrin IX, een molecuul dat van nature in cellen voorkomt en gevoelig is voor zuurstof. “Wanneer protoporfyrine IX niet door zuurstof wordt geblokkeerd, zendt het een zwak lichtsignaal uit. Dat is wat ons meetinstrument registreert,” aldus Pogue. Door deze lichtsignalen te analyseren kan het systeem veranderingen in zuurstofniveaus in weefsel detecteren.
Het meten van weefselzuurstof is relevant bij onder meer perifere vaatziekten, wondgenezing en infecties. Deze informatie helpt artsen bijvoorbeeld bij beslissingen over operaties of amputaties. Volgens de onderzoekers kan de smartphonetool vooral waardevol zijn voor dagelijkse monitoring, bijvoorbeeld bij patiënten met verminderde doorbloeding. Ook bij wondgenezing kan de methode inzicht bieden. Ontstoken weefsel heeft doorgaans een hoger zuurstofniveau, dat afneemt naarmate het herstel vordert. “Het is de ontwikkeling in de loop van de tijd die telt,” zegt Pogue.
Verdere ontwikkeling
De onderzoekers breiden momenteel hun studies uit, onder meer naar toepassingen bij brandwondenzorg en het beoordelen van infecties. Daarnaast wordt gewerkt aan een gebruiksvriendelijke app, zodat patiënten de technologie eenvoudig thuis kunnen gebruiken.
Volgens de onderzoekers kan de combinatie van lage kosten, gebruiksgemak en continue monitoring bijdragen aan betere besluitvorming en bredere toegang tot diagnostiek buiten het ziekenhuis.
Smartphone metingen en monitoring
De smartphone, tegenwoordig in vrijwel ieders (binnen)zak of hand, wordt steeds vaker ingezet als laagdrempelige tool voor het meten van gezondheidsindicatoren, vaak in combinatie met een app. Onlangs berichtten wij bijvoorbeeld over DopFone, een smartphone-app waarmee de foetale hartslag kan worden gemeten zonder extra apparatuur. De app gebruikt de speaker en microfoon van een standaard smartphone en werkt met een digitale Doppler-techniek, waarbij geluidsgolven en AI worden ingezet om hartslagen te detecteren.
Een ander mooi voorbeeld is de in Brazilië ontwikkelde smartphone app die mensen die na een beroerte kampen met hemiparese helpt bij het revalidatieproces. De app maakt onder andere gebruik van de versnellingseter sensor die in vrijwel alle smartphones zit. Deze sensor meet in welke richting en hoeveel het toestel beweegt. De smartphone wordt aan de kleding van de patiënt bevestigd zodat de lichaamshouding en beweging kan worden gemeten. De app geeft met die gegevens vervolgens adviezen hoe de patiënt zijn houding en de bewegingen kan verbeteren.
