Hjemmediagnostik skal holde patienter ude af hospitalerne
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

Hjemmediagnostik skal holde patienter ude af hospitalerne

Illustration: MI Grafik

Hvor mange skridt har du gået i dag? Hvor mange kalorier har du indtaget gennem maden? Og hvordan har dit søvnmønster været i nat?

I dag kan talrige apps på vores smartphones hjælpe os med at blive lidt klogere på vores generelle sundhedstilstand. Men hvad nu, hvis telefonen i lommen også kunne svare på spørgsmål om sygdomme og f.eks. hjælpe kronisk syge med at blive mere uafhængige af sundhedsvæsenet?

Sådan lyder idéen bag et samarbejde mellem forskere i nanoteknologi og datalogi på DTU, der vil gøre vores smartphones til kompakte og prisbillige mikrolaboratorier.

‘Lab as a thing’ kalder forskerne det, når laboratoriet bliver transportabelt og koblet på nettet:

»Der er jo kommet rigtig mange sundhedsteknologier frem til smartphones, men hvorfor ikke også adressere teknologien til de kronisk syge patienter?,« siger lektor Winnie Edith Svendsen, DTU Nanotech.

I laboratorier verden over anvender man monstrøse apparaturer til at analysere meget små mængder væske, men DTU-forskernes mål er at integrere laboratoriet i patienternes hverdag, så de ikke skal hen til lægen eller sygehuset for f.eks. at finde ud af, om deres medicinering er korrekt.

»Visionen er, at sygdommen ikke længere skal kontrollere deres liv,« forklarer lektoren.

Spytklat afslører infektion

Winnie Edith Svendsen forsker i udviklingen og fremstillingen af biosensorer, hvor man benytter alt fra simple metoder som elektrokemi på papir til mere komplekse baseret på silicium-nanotråd til at skabe mikrolaboratorier, der kan klemmes ned på et meget lille areal – typisk målt i kvadratmillimeter.

‘Lab-on-a-chip’ kaldes princippet, der gør det muligt at detektere sygdomsmarkører i en dråbe blod eller andre kropsvæsker uden at skulle fragte prøven forbi et klassisk laboratorium, som man kender det med pipetter, hvide kitler og centrifuger.

Princippet kendes f.eks. fra kompakte blodsukkermålere, som diabetespatienter selv kan ­bruge derhjemme, men Winnie Edith Svendsen og kollegerne arbejder på at få ‘lab on a chip’ bredt ud til at dække langt flere kroniske sygdomme. Et eksempel er patienter med cystisk fibrose, som i dag får målt deres infektionstal cirka en gang om måneden på sygehuset.

»Vi har udviklet en chip, som patienten kan spytte på og se, om man har en infektion. Patienterne bliver ofte smittet, når de inde på hospitalet for at få målt infektionstal, så jeg kunne godt tænke mig at lave en ‘lab as a thing’-løsning, så de i fremtiden ikke behøver at komme ind på hospitalet,« siger Winnie Edith Svendsen.

Illustration: MI Grafik

Løsningen er ifølge Winnie Edith Svendsen lige så præcis som den udbredte PCR-metode (Polymerase Chain Reaction). Et andet eksempel er monitoriering af antibiotikummet Vancomycin i patientens blod. Et tredje finder man i intelligent sårdiagnostik, som er et projekt, Winnie Edith Svendsen netop har fået penge til fra DTUs proof of concept-program.

»For diabetespatienter er det f.eks. enormt vigtigt at undgå, at et akut sår bliver til et kronisk sår, så de ikke ender med at skulle have amputeret benet. Vi vil gerne lave et plaster, som kan give besked om infektioner i såret til patienten og direkte til lægen,« siger Winnie Edith Svendsen.

Måledata sendes via smartphone

For at komme fra ‘lab on a chip’ til ‘lab as a thing’ skal Winnie Edith Svendsens biosensorer kobles sammen med små computere på ‘lab on a chip’-enhederne, og denne opgave varetages af professor Jan Madsen og hans kolleger fra DTU Compute. Via bluetooth kobles mikrolaboratorierne til en smartphone med internetforbindelse, og data sendes videre til lagring og behandling i en cloud computing-løsning.

Kun hvis målingerne viser tal uden for normalen, vil patienten enten blive kontaktet af sine læge eller selv få besked om at justere sin medicindosis.

Forbilledet er Internet of Things – et af it-verdenens mange buzz­words, der i de senere år er blevet brugt til at beskrive tendensen, hvor alt fra fjernsyn og køleskabe til badevægte og termostater kobles på internettet.

Winnie Edith Svendsen har arbejdet med udviklingen af biosensorer siden 2002. Ud over at udvikle selve chippen, der f.eks. skal skulle detektere ændringer i elektriske strømme i nanoampere-størrelsen, ligger der en udfordring gemt i at designe chippens overflade, så den detekterer bestemte biomarkører i en kropsvæske og gør chippen målrettet mod en bestemt sygdom.

»For at en chip kan blive til en biosensor, skal der være noget kemi på overfladen af den, som gør den specifik i forhold til biomarkørerne i den sygdom, man gerne vil monitorere. Vi er nu ved at udvikle en platform, som gør, at vi fremover kan bruge den samme chip, så det kun er overfladen, der skal ændres,« siger Winnie Edith Svendsen.

Privacy og sikkerhed tænkes ind

Ud over selve udviklingen af mikrolaboratorierne er der hele aspektet omkring sikkerhed og privacy at gruble over for Jan Madsen og kollegerne:

»Problemstillingen er nøjagtig den samme som for en hvilken som helst anden device, f.eks. en fitness tracker, der opsamler informationer om os og er koblet på nettet. Men jo mere komplekst systemet er, jo vigtigere bliver det, at man forstår, hvor sårbarhederne i det kan være,« siger Jan Madsen.

Hvis ikke sikkerhed og privacy bliver tænkt ind i hele værdikæden, kommer løsningen aldrig til at blive brugt.Jan Madsen, professor, DTU Compute

I forbindelse med mikrolaboratorierne er der potentielle sårbarheder i hver af de forskellige faser, fra kropsvæsken opsamles, og til data bliver sendt videre til en cloud-løsning, forklarer Jan Madsen. Det er derfor ikke nok kun at fokusere på eksempelvis sikkerheden, når data sendes videre over nettet fra smartphonen:

»Der opstår mange udfordringer, når vi krydser forskellige grænser fra det biokemiske til det elektriske og videre over til det digitale. Hvis du kan komme ind ad bagveje og manipulere de kemiske processer, der skal forberede kropsvæskerne (til målingen, red.), så kan du f.eks. sørge for, at resultatet af processen bliver forkert, og at patienten bliver erklæret syg, selvom det ikke er tilfældet,« siger Jan Madsen:

»Men vi er selvfølgelig meget opmærksomme på det her, for hvis ikke sikkerhed og privacy bliver tænkt ind i hele værdikæden, kommer løsningen aldrig til at blive brugt.«

Winnie Edith Svendsen fortalte i går om ‘Lab as a thing’ og ‘Lab in a wound’ på konferencen High Tech Summit på DTU i Kgs. Lyngby. Arrangementet fortsætter i dag. Se mere på hightechsummit.dk.