Overvåkning av pasienter

I de senere årene har det vært en økende forskningsmessig og forretningsmessig interesse for utvikling av medisinske sensorer for overvåkning av pasienter, både akutt og som konti­nuerlig overvåkning av kroppsfunksjoner.Det forventes at medisinske sensorer kan lette overvåkningen av pasienter i sykehus og derved bidra til en tryggere behandling.
Ved å knytte medisinske sensorer til trådløse nettverk og alarmer er det flere som ser for seg at eldre pasienter i fremtiden kan være hjemme, men at sentrale kroppsfunk­sjoner overvåkes og knyttes til alarmer slik at man kan få medisinsk hjelp når det er behov for det.

Hva er medisinske sensorer?

Medisinske sensorer kan være fysiologisk eller biologiske. Fysiologiske sensorer overvåker fysiologiske signaler i kroppen som EKG, blodtrykk, bevegelse osv. Biosensorer er sensorer som inneholder et sensitivt biologisk element og som derved kan overvåke også biokjemiske stoffer i kroppen. Det vanligste eksemplet på en biosensor er en blodsukkerbiosensor som bruker et enzym for å bryte ned blodsukkeret slik at blodsukkerkonsentra­sjonen kan måles ved hjelp av en elek­trode.

Biosensorer brukes daglig i norsk medisin for å overvåke pasienter. Det spesielle i dag er at man som følge av utviklingen av mikroteknologi og nanoteknologi kan miniatyrisere sensorene. Utvikling av avanserte batterier og trådløs teknologi gjør at det nå er mulig å implantere svært små sensorer inn i kroppen og fange opp signaler fra sensorene på utsiden av krop­pen. Ved hjelp av et relé kan også signa­lene sendes over store avstander. Dette åpner for muligheten for kontinuerlig overvåkning av kronisk syke pasienter. Det er også stor militær interesse for denne teknologien ved at man tenker seg intelligente uniformer som inneholder medisinske sensorer overvåke soldatens tilstand til enhver tid. Koblet til datapro­grammer kan denne informasjonen gi ver­difull beslutningsstøtte for en førstehjel­per som kommer til en skadet soldat.

En sensor består i dag av flere elementer som hver for seg krever utvikling. Det før­ste elementet er selve sensoren. For en biosensor vil det si et biologisk element koblet til en transducer som overfører sig­naler fra det biologiske instrumentet til en detektor. Neste element er en mottaker, som ofte er en liten computer som analy­serer signalene og som sender signalene videre til en monitor der de presenteres på en forståelig måte. Signaler fra sensor til mottaker og fra mottaker til skjerm kan overføres via kabel eller trådløst.

Utfordringene forbundet med en implan­tert biosensor for langtidsovervåkning av biokjemiske data som for eksempel blod­sukker er mange. Kroppen vil gjerne

reagere på fremmed biologisk materiale med en betennelsesreaksjon. Det er derfor svært utfordrende å skape en sensor som over tid har den samme sensitivitet og beholder kalibrering på samme nivå som da den ble implantert. Det kreves fortsatt betydelig forskning innen materialtekno­logi og nanoteknologi for å overkomme disse utfordringene. Dersom det dreier seg om en fysiologisk sensor som for eksem­pel skal overvåke bevegelser, er forflyt­ting av sensoren et problem og også for fysiologiske sensorer vil for eksempel koagulering av blod rundt sensoren osv kunne påvirke måledata.

En annen utfordring er den trådløse over­føring av informasjon som kan påvirkes av elektromagnetisk eller annen støy, avhengig av hvordan signalene overføres. Ved Rikshospitalet Radiumhospitalet HF har vi i de senere årene utviklet flere sensorer. Den ene sensoren er en biosen­sor for måling av kulldioksid i vev. Gjennom mer enn 10 års arbeid har våre forskere klart å miniatyrisere en biosensor som kan stikkes inn i for eksempel et transplantert organ eller en påsydd finger. Dersom det skjer noe som forhindrer blod­sirkulasjonen i organet, vil kulldioksid­nivået i vevet stige umiddelbart. Dette gjør det mulig for kirurgene å gjenta operasjonen før organet dør på grunn av surstoffmangel. Denne sensoren produ­seres i dag av firmaet Alertis medical a/s.

En annen medisinsk sensor som utvikles ved sykehuset er en miniatyrisert aksele­rometersensor som måler endringer i bevegelse i tre plan. Ved å implantere flere små slike sensorer i hjertet kan hjertefunk­sjonen måles direkte og gi legene verdifull informasjon om for eksempel blodårer går tett og trenger behandling. Sykehuset har også utviklet sensorer basert på måling av bioimpedans i hud. Legen Hanne Storm har utviklet et slikt apparat for å overvåke økt svetting som reaksjon på smerte i for­bindelse operasjoner og på denne måten sikre en tryggere smertelindring under kirurgi. En annen forskergruppe ved syke­huset ledet av professor Sverre Grimnes, har brukt den samme teknologien til å utvikle en sensor for å måle svette, spesi­fikk for diagnostikk og resultatmåling i forbindelse med svetteoperasjoner.

For å styrke samarbeidet mellom gründer­bedrifter innen sensorteknologi og syke­hus etableres det nå et testsenter for slike sensorer ved Intervensjonssenteret, Riks­hospitalet – Radiumhospitalet HF.

Medisinske sensorer er således på full fart inn i direkte pasientbehandling selv om det er mange utfordringer og langt frem er det åpenbart at dette er teknologi som på sikt vil sikre riktig og tidligere behandling for pasientene på en billig måte.