SmartSokk- Screeningverktøy for "Diabetesfot"

​Tekst: Håvard Kalvøy, avdelingsleder Forsknings- og utviklingsseksjonen, Medisinsk teknologisk avdeling, Teknologi- og innovasjonsklinikken (TIK), Oslo universitetssykehus. Foto: OUS.

Vi ser nå på muligheten for å lage en høyteknologisk sokk med sikte på å hjelpe denne pasientgruppen. Forebygging er helt sentralt, men så langt får for få pasienter sjekket føttene sine hos legen.

For å forenkle undersøkelser og potensielt forebygging av sår startet vi utviklingen av SmartSokken, som bruker små ikke-invasive sensorer til å gjøre målinger på foten.

Der det normalt kreves egne undersøkelser av fotens sirkulasjon, nervefunksjon eller hud med tilhørende verktøy og spesialister, er tanken at disse egenskapene kan måles med ett miniatyrisert og integrert sensorsystem, som kan gi en informativ undersøkelse hos fastlegen eller i spesialisthelsetjenesten.

Hvem er vi?

Det er forsker Christian Tronstad ved FoU-seksjonen, MTA, TIK, og kollegaer ved KNF, HLK og MED som hadde idéen etter å ha samarbeidet med Diabetespoliklinikken i forskjellige prosjekter.

Idéen ble sendt inn til Inven2's Idépris høsten 2019 og vant 1.plass. Det var penger som fulgte med denne prisen og interne stimuleringsmidler fra Oslo Sykehusservice, OUS, som fikk fortgang i utviklingen slik at prototyper har blitt utviklet og en pilotstudie nå er i gang.

Idépris utdeling i 2019. Fra venstre Håvard Kalvøy, Christian Tronstad, Johnny Hisdal (en av oppfinnerne) og Elin Melby, Inven2. Foto: Inven2.

Oslo Bioimpedance and Medical Technoloty Group:

• Forskningsgruppen er et samarbeid med Forsknings- og Utviklingsseksjonen, Medisinsk Teknologisk avdeling, Teknologi og Innovasjonsklinikken, OUS og Fysisk institutt, UiO
• Prof. Ørjan G. Martinsen er gruppeleder
• Aktiviteten ved OUS ledes av Håvard Kalvøy
• Gruppen er trolig den største gruppen innen bioimpedans internasjonalt
• Gruppen driver eget "peer review, open access, tidsskrift" innen bioimpedans 

3D-printere

Parallelt har vi også startet utvidet bruk av 3D-printere for å utvikle avanserte prototyper printet i forskjellige materialer. Ved hjelp av prispengene har vi blant annet anskaffet en PCB-printer som brukes til prototyp-utvikling av både sensor-materialer og elektronikk. Ved å bruke materialer med forskjellig mekaniske og elektriske egenskaper som "blekk" i printerne, kan vi nå produsere fungerende prototyper nesten helt på egen hånd.

SmartSokken består av forskjellige sensorer som er montert på en elastisk reimløsning (selve sokken). De forskjellige sensorene er basert på optisk pulsmåling, elektrisk ledningsevne i foten, hudens svetting og temperatur, biopotensialer fra nerver i foten, og følsomhet for vibrasjon og varme.

Basert på banebrytende grunnforskning i vår forskningsgruppe, har vi som de første i verden undersøkt måling av «hud-memristans» rettet mot en kliniske applikasjoner.

Bruk av Voltera printeren til å lage bioimpedans elektroder for måling av hudimpedans (indikator for hudens tilstand) på foten. Foto: OUS.

Memristor:

• Ny elektrisk komponent på linje med motstand, spole og kondensator
• Påvist teoretisk av Leon Chua 1971
• Først fremstilt 2008
• Påvist i biologisk materialei 2018 av vår forskningsgruppe ved Oliver Pabst (Fysisk institutt, UiO)

Du kan lese mer om Memristor her.

Utvikler mer avanserte prototyper

Vi har laget egne elektroder med vår PCB printer og 3D-printet myke festeanordninger til sensorene og innkapsling til elektronikk. Denne egenproduksjonen gir oss muligheten til å utvikle mer avanserte prototyper som egner seg bedre til applikasjonen enn det vil ville kunne kjøpt av ferdige løsninger. Vi får også muligheten til å teste og justere alle løsninger og parametere underveis i utviklingen av prototyper.

TPU (termoplast), eksempel på print med TPU under utvikling av sokken. Foto: OUS.

Dette gir helt nye muligheter for øke presisjon og ytelsen for våre forskningsinstrumenter. Dette har vært avgjørende for å komme frem til de prototypene som nå testes.

Pilotstudie ved Diabetespoliklinikken

Vi er nå i gang med en pilotstudie ved Diabetespoliklinikken på Aker ledet av Elisabeth Qvigstad ved Diabetespoliklinikken og i samarbeid med Seksjon for klinisk nevrofysiologi og Karavdelingen. Denne studien er godkjent av REK og SmartSokken har tidligere gjennomgått en intern prosess med tester og dokumentasjon i forhold til pasientsikkerhet (OUS-prosedyre for Pasientnært spesialutstyr).

Neste skritt blir å vurdere resultater fra denne studien med tanke på evnen til å detektere forandringer ved diabetes nevropati og se hvilke av sensorelementene som gir mest nyttig informasjon.

Vårt håp er at målingene kan si nok om tilstanden til foten til at man kan følge utviklingen til pasientene over tid. Dette vil da trolig også kunne gi oss muligheten til å evaluere effekten av forskjellige behandlingsmetoder mot hverandre. Om vi når dette målet vil man kanskje kunne optimalisere behandlingsmetodene, slik at de fleste pasientene kan unngå amputasjon.
 
Hvis metoden viser seg å fungere gjennom forskningsstudier, håper vi at dette på sikt kan utgjøre et betydelig bidrag for en utsatt pasientgruppe.

Les mer om Teknologi- og innovasjonsklinikken i OUS.

Les mer om SmartSokk og vinneren 2019.

Her kan du lese flere blogginnlegg fra Ekspertsykehuset!

 

Les mer om fremtidens pasientbehandling:
Regional utviklingsplan 2035 - Helse Sør-Øst RHF (helse-sorost.no)