Wearable sensors in smart textiles

Transkript

1 THE SAHLGRENSKA ACADEMY Wearable sensors in smart textiles Margit Alt Murphy PhD, postdoc Institute of Neuroscience and Physiology Sahlgrenska Academy Gothenburg University

2 Bärbara sensorer vid utredning och behandling av personer med neurologisk sjukdom

3 THE SAHLGRENSKA ACADEMY WearITmed - Målsättning Mäta kliniskt relevanta rörelsemönster Definiera vilka övriga fysiologiska variabler som är viktiga att mäta vid de olika neurologiska sjukdomarna Utveckla mätsystem som möjliggör kontinuerliga mätningar också utanför sjukhus Därigenom förbättra diagnostik, uppföljningen av sjukdomsförloppet och göra det möjligt att skräddarsy behandling

4 THE SAHLGRENSKA ACADEMY Tre neurologiska diagnoser i fokus Epilepsi ca personer i Sverige Parkinsons sjukdom ca personer Stroke ca personer i Sverige

5 Epilepsi attackvisa och varierade symtom De flesta epileptiska anfall varar <2 minuter Anfallen kan variera från attacker med enbart subjektivt upplevda stereotypa symtom, till frånvaroattacker och till anfall med medvetslöshet och generaliserade kramper Samma individ kan ha alla dessa symtom THE SAHLGRENSKA ACADEMY

6 THE SAHLGRENSKA ACADEMY Generaliserat tonisk-kloniskt anfall

7 THE SAHLGRENSKA ACADEMY Behandlingsmål vid epilepsi Uppnå anfallsfrihet eller en förbättrad anfallssituation utan besvärande biverkningar Minska risken för annan epilepsirelaterad sjuklighet, som plötslig död vid epilepsi Risken för plötslig död är särskilt stor hos dem som har hög frekvens generaliserade krampanfall

8 THE SAHLGRENSKA ACADEMY Hur WearITmed skulle kunna förbättra behandling av epilepsi Mätning av anfall i hemmiljö skulle ge en större säkerhet då många inte vet om alla anfall Mätning inte enbart av rörelsemönster men också fysiologiska variabler som hjärtfrekvens och syrgasmättnad skulle kunna identifiera personer med ökad risk för plötslig död vid epilepsi Det skulle kunna vara första steget mot att utveckla en åtgärd

9 Parkinsons sjukdom neurodegenerativ men fluktuerande Läkemedelsrelaterade fluktuationer Fluktuationer utvecklas när sjukdomen fortskrider

10 Behandlingsmål Parkinsons sjukdom Lindra aktuella symptom Motverka de långsiktiga effekterna av dopaminbrist i hjärnan Undvika biverkningar på kort och lång sikt Liknar behandlingsmålen vid t.ex. diabetes eller högt blodtryck! Ett kort läkarbesök speglar inte fullt ut de problem som patienten kan ha i sin vardag

11 Hur wearitmed skulle kunna förbättra behandling av Parkinsons sjukdom Kontinuerlig igenkänning av under- och överbehandling baserat på rörelsemönster Detektering av vissa icke-motoriska fluktuationer: andning, hjärtaktivitet, blodtryck, temperatur Detektion av fallrisk och fall Bättre återkoppling och ökad delaktighet för patienter

12 Hur wearitmed skulle kunna förbättra rehabilitering efter stroke Kvantifiering av rörelseförmågan för att skräddarsy behandling som stimulerar motorisk återhämtning Symmetri, amplitud, kompensation Aktivitetsmonitorering över längre tid i naturlig miljö utanför sjukhus Fallprevention Sensorbaserad feedback under och efter träning

13 Rörelsemätningssensorer och signalbehandling Utveckling av elektronik, sensorsystem och algoritmer för rörelsemätning, puls, blodtryck, syrgasmättnad

14 Falsklarm/dygn Identifikation och loggning av epileptiska anfall Data insamling gjord på 50 patienter Sammanlagt > 250 Gb data, > 140 dygns inspelningar, > 200 anfall Signalbehandling och algoritmutveckling Identifikation av anfall st st 2 st 3 st 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Känslighet

15 Textilhögskolan Hur känsliga är textila sensorer för bärarens rörelser? Hur realisera sensorer helt i textil? Hur kan de tillverkas industriellt? Går de att tvätta? Plaggkonstruktion Hur ska plagget sitta för bästa funktion hos sensorerna? Hur ska plagget utformas för att passa många? Hur ska plagget utformas för att bli använt?

16

17 Piezo-signal (V) Starin (%) Utveckling av elektroaktiva textilfibrer för integrering i plagg o Polymerbaserade elektriskt ledande fibrer för bekvämare plagg Varp: piezo- Elektriskt garn o Piezoelektriska sensorfibrer ger god mätnoggrannhet och möjlighet att mäta svaga rörelser, tex. pulsslag Väft: Ledande garn o Förbättrad ihopkoppling av elektroaktiva textilfibrer med elektroniska komponenter för att få mer robust och enklare hantering för patienterna Piezo-signal Strain % Tid

18 Textila ledningsbanor Rörelse, puls, HR variabilitet Rörelse, optisk puls, syremättnad Centralenhet Batteri

19 Användarfokus THE SAHLGRENSKA ACADEMY Focus groups Literature Förväntningar Fördelar Nackdelar Datahantering Tolkning av data Integritet Workshops - meetings Prototype development Feasibility, usability, utility testing

20 THE SAHLGRENSKA ACADEMY Varför utveckla egen teknik? Det finns mycket ny hälsoinriktad teknik för att mäta aktivitet/rörelse och puls varför använder vi inte den? Stroke, epilepsi och Parkinson är neurologiska tillstånd som kräver samtidig registrering och integrerad analys av flera olika signaler av hög kvalitet Vi följer utvecklingen för att se om/när befintlig teknik kan bidra

21 Vi kan inte göra allt själva! THE SAHLGRENSKA ACADEMY Vi planerar en serie workshops för att delge vårt arbete men också för att bjuda in andra att bidra med lösningar I ett senare skede behöver vi kommersiella partners för att nå ut med tekniken i större skala Tack för uppmärksamheten!