Οπτικός αισθητήρας για online παρακολούθηση της αιμοκάθαρσης σε πραγματικό χρόνο

Η χρόνια νεφρική νόσος είναι ένα παγκόσμιο πρόβλημα και υπολογίζεται πως τις επόμενες δύο δεκαετίες θα αποτελέσει την 5η  κύρια αιτία θανάτου.

Και ενώ η αιμοδιάλυση που είναι η συνηθέστερη μορφή αιμοκάθαρσης χρησιμοποιείται για την αντιμετώπιση της νόσου, η παρακολούθηση της αποτελεσματικότητάς της παραμένει χρονοβόρα και εξαντλητική όπως είναι και η θεραπευτική διαδικασία στην οποία  οι ασθενείς πρέπει να υποβάλλονται 3 φορές την εβδομάδα για 4 ώρες. 

Σύμφωνα με τον καθηγητή Ivo Fridolin που ηγείται του Centre for Biomedical Engineering του Τμήματος Υγείας στο Talin University of Technology (TalTech), το κύριο μειονέκτημα της αιμοκάθαρσης είναι ότι ως διαδικασία παρέχει σχετικά μικρή ανατροφοδότηση σχετικά με την αποτελεσματικότητα της θεραπείας.

Επί του παρόντος, η καθαρότητα του αίματος εκτιμάται με εργαστηριακή ανάλυση, η οποία πραγματοποιείται μία φορά το μήνα ή πιο αραιά.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι η συχνότητα αιμοκάθαρσης είναι τρεις φορές την εβδομάδα, αντιλαμβάνεται κάποιος ότι δεν υπάρχουν επαρκή στοιχεία για την πλειονότητα των θεραπειών και επομένως, είναι πολύ δύσκολο να κατευθύνει κάποιος τη θεραπεία για να μεγιστοποιήσει την αποτελεσματικότητά της. Για αυτό και ερευνητές εργάζονται πάνω σε μεθόδους που βασίζονται σε προσαρτημένους σε μηχανήματα αιμοκάθαρσης οπτικούς αισθητήρες και αισθητήρες αγωγιμότητας, για την παρακολούθηση της αιμοκάθαρσης σε κλινικές  ή στο σπίτι.

Ο καθηγητής Fridolin που είναι CTO σε μια startup με την επωνυμία Optofluid Technologies OÜ έχει αναπτύξει  μαζί με την ομάδα του μια νέα λύση-ο ίδιος την ονομάζει «φασματοφωτομετρικά μάτια» (“spectrophometric eyes”)– που επιτρέπει την παρακολούθηση των πιο σημαντικών παραμέτρων ποιότητας της αιμοκάθαρσης σε πραγματικό χρόνο και on-line, μετρώντας όλες τις κλινικά σχετικές ουραιμικές τοξίνες που την επηρεάζουν.

Ουσιαστικά ενσωματώνει μια μέθοδο για την ανίχνευση της απομάκρυνσης τοξικών αποβλήτων από το αίμα και δίνει τη δυνατότητα προσαρμογής της επεξεργασίας του ανάλογα.

Αυτή η συσκευή, που επίσημα ονομάζεται multicomponent uremic solute monitor (οθόνη πολυσυστατικού ουραιμικού διαλύματος) ή MSM οθόνη εφαρμόζει έναν συνδυασμό δύο οπτικών μεθόδων (τεχνολογία απορρόφησης υπεριώδους ακτινοβολίας και απεικόνιση  φθορισμού) για την παροχή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο με σταθερή απόδοση καθ’ όλη τη διάρκεια της θεραπείας.

Αυτός ο οπτικός αισθητήρας συνδέεται σε μια συσκευή αιμοκάθαρσης και παρακολουθεί on line όλη τη διαδικασία αιμοκάθαρσης σε πραγματικό χρόνο, χωρίς τη χρήση δειγμάτων αίματος ή άλλων χημικών ουσιών.

«Αυτό μας επιτρέπει να δημιουργήσουμε προφίλ συγκέντρωσης για διαφορετικά ουραιμικά προϊόντα σε πραγματικό χρόνο», λέει ο Fridolin, προσθέτοντας πως πρόκειται για ένα τεράστιο βήμα προόδου στην τεχνολογία αισθητήρων για τον υπολογισμό τοξικών μορίων κατά τη διάρκεια της θεραπείας, μετακινώντας τις επιλογές πέρα ​​από τη μέτρηση της ουρίας και του ουρικού οξέος και προσφέροντας δεδομένα σε πραγματικό χρόνο για την απομάκρυνση δεσμευμένων σε πρωτεΐνες μορίων και μεσαίων μορίων.

Ο αισθητήρας μπορεί επίσης να χρησιμεύσει και ως μέσο για τη μέτρηση της απόδοσης ενός μηχανήματος αιμοκάθαρσης, επιτρέποντας επίσης τη συλλογή δεδομένων για ασθενείς σε βάθος χρόνου τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προγραμματισμό περαιτέρω κλινικών παρεμβάσεων αιμοκάθαρσης.

«Έχει χαμηλό κόστος λειτουργίας και μεγάλη λειτουργική αξιοπιστία, η μέθοδος είναι ασφαλής για ασθενείς και χρήστες και όλες οι μετρήσεις γίνονται οπτικά στο μηχάνημα χωρίς διακοπές της θεραπείας», λέει ο Fridolin. 

Μεγάλο τμήμα της συσκευής αναπτύχθηκε από την ερευνητική ομάδα TalTech Sensor Technologies in Biomedical Engineering, εν συντομία SensorTechBME, της οποίας ηγείται ο Fridolin. Η SensorTechBME ανήκει στο Εσθονικό Κέντρο Αριστείας στην ICT  Έρευνα  ή CoE EXCITE και οι κύριοι ερευνητικοί της στόχοι είναι η ανάπτυξη νέων τεχνολογικών αισθητήρων και αλγορίθμων για εφαρμογές βιοϊατρικής μηχανικής, με έμφαση στην οπτική βιορευστών, τις ουραιμικές τοξίνες  και την αιμοκάθαρση. Η τεχνολογία του MSM αισθητήρα έχει κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και αναμένεται να διατεθεί στο εμπόριο από την Optofluid Technologies OÜ.

Η εταιρεία  ιδρύθηκε το 2012 και το 2017 χρηματοδοτήθηκε  με 2,8 εκατομμύρια ευρώ στο πλαίσιο του για να Horizon 2020. Μέχρι στιγμής η Optofluid έχει τροποποιήσει δύο φορές  τον αισθητήρα της, η λειτουργία του οποίου δοκιμάστηκε σε νοσοκομεία στο Ταλίν, στο Λινκόπινγκ της Σουηδίας, στη Μαδρίτη της Ισπανίας και στη Γάνδη στο Βέλγιο.

Ωστόσο η OptoFluid συνεχίζει να αναπτύσσει και να βελτιώνει τον αισθητήρα για αυτό και δεν είναι ακόμη έτοιμη να τον διαθέσει στο εμπόριο. Ωστόσο, αναμένεται να εμπορευματοποιηθεί μέσα στην επόμενη διετία. Προς το παρόν και μέχρι τέλος του χρόνου η εταιρεία ξεκινά μια καινούργια κλινική μελέτη για τον αισθητήρα, ο οποίος θα δώσει τη δυνατότητα στους νεφρολόγους και στο νοσηλευτικό προσωπικό να βελτιώσουν τη φροντίδα των ασθενών και κατ’ επέκταση και τη  θνησιμότητά τους, που επί του παρόντος είναι υψηλή.

Μάλιστα, σύμφωνα με εκτιμήσεις αυτή η βελτίωση της θεραπείας του ασθενούς μπορεί να οδηγήσει  σε αύξηση της επιβίωσης ως 20%.

Πηγή: Βασιλική Μιχοπούλου – researchinestonia.eu