Så kan vardagsprylar övervaka din hälsa
Smarta telefoner och annan bärbar elektronik har på ett par decennier förändrat våra vanor och vårt samhälle – men inom medicinen har utvecklingen bara börjat. Vardagsprylar som övervakar vår hälsa öppnar för nya sätt att upptäcka, förebygga och behandla sjukdom – men väcker också frågor.
Text: Anders Nilsson för Medicinsk Vetenskap nr 2, 2023
Kroppsnära teknik kallas det, eller kort och gott wearables, bärbart. Små sensorer placerade på kroppen som mäter till exempel rörelse, puls, EKG, syrehalt i blodet, svettning, pH eller specifika ämnen, som saltjoner eller hormoner.
För motions- och hälsointresserade konsumenter finns numera ett rikt utbud av träningsklockor, armband och annan utrustning med sådana funktioner. Inom medicinen har utvecklingen gått långsammare, men på lång sikt kan kroppsnära teknik få mycket stor betydelse för sjukvården. Tänk en framtid där varje ny läkarkontakt får en flygande start därför att alla viktiga data redan är insamlade i förbifarten i patientens vardag.
Å andra sidan: tänk en framtid där vår biologi står under konstant övervakning och enorma mängder integritetskänslig hälsodata ska lagras och delas på rätt sätt, utan att läcka eller missbrukas. Här finns stoff för både ljusa framtidsdrömmar – och mardrömmar.
Senare i artikeln ska vi träffa forskare som utvecklar morgondagens medicinska kroppsnära teknik. Men vi börjar där revolutionen redan skett: i diabetesvården.
Automatiska insulinpumpar en förebild
Elektroniska glukosmätare och insulinpumpar är var för sig inte något nytt, men det senaste decenniet har ett stort steg tagits: de har kopplats ihop till ett system som självständigt reglerar doseringen av insulin. Glukosmätaren på överarmen skickar trådlöst mätvärden till pumpen som justerar dosen därefter. Detta upprepas cirka var femte minut, dygnet runt, i en sluten loop av justering och feedback. Lösningen kallas därför ofta closed loop. Bäraren behöver flagga för måltider och intensivare fysisk aktivitet men kan i övrigt ägna sig åt annat än att tänka på sin insulindosering.
Anna Lindholm Olinder är forskare vid Karolinska Institutets institution för klinisk forskning och utbildning, Södersjukhuset, och diabetessjuksköterska på Sachsska barn- och ungdomssjukhuset. I båda sina yrkesroller har hon sett vilken stor förbättring de nya insulinpumparna inneburit.
– Det är en extremt viktig förändring, både medicinskt och för patienters och anhörigas livskvalitet, säger hon.
De medicinska fördelarna består i jämnare blodsockernivåer och lägre så kallat långtidssocker, HbA1c. Det minskar risken för både akuta komplikationer och långsiktiga följdsjukdomar av diabetes.
Förbättringarna i livskvalitet handlar dels om att closed loop-pumparna underlättar livet praktiskt, dels om en ökad känsla av säkerhet och kontroll.
– Allra mest har kanske livskvaliteten ökat för föräldrar till barn med diabetes. De behöver inte längre gå upp en eller flera gånger per natt för att kolla glukos och justera dosen, säger Anna Lindholm Olinder.
Fler tillämpningar är att vänta
I framtiden kommer det att finnas många lösningar inom kroppsnära medicinsk teknik som förbättrat vården lika mycket som de nya insulinpumparna, tror Onur Parlak som forskar i bioelektronik vid institutionen för medicin, Solna, vid Karolinska Institutet.
– För femtio år sedan var glukosmätare stora maskiner på laboratorier, idag är de ett plåster på armen, säger han. Samma utveckling är på gång för många typer av medicinsk mätutrustning. Och det går fort. När jag kom in i det här fältet för tio år sedan hade det knappt tagit form, idag är man redan framme vid vissa kliniska tillämpningar.
Hur tror du att det blir på lång sikt?
– Vårt första stora mål skulle jag säga är snabb, individanpassad diagnostik. Att du inte behöver gå till doktorn för att ta prover vid en infektion, för att en sensor som du har hemma redan har tagit reda på vad du är infekterad med. Det är görbart för en stor andel av de vanliga testen i vården.
– Ett mer avancerat mål är att bärbar teknik samlar in långa mätserier som vi kan använda för att lära oss att förutsäga framtida sjukdom, fortsätter Onur Parlak. Mönster som vi inte känner till idag, men som kan framträda när man har enorma datamängder att utgå från. Det är ett mer komplext arbete, men med tanke på den snabba utvecklingen inom AI känns det inte orealistiskt.
Väcker frågor om datasäkerhet
Det är viktigt att den nya tekniken tas i bruk på ett ansvarsfullt sätt, betonar Onur Parlak.
– Datasäkerhet är den verkligt stora frågan, säger han. Det är ytterst integritetskänslig övervakning i stor skala som vi talar om. Samhället behöver ställa upp tydliga regler om lagring, ägarskap och delning av dessa data.
Ett annat dilemma är att det kommer att genereras mycket data som lekmän inte fullt förstår och kan oroas av.
– Tänk föräldrar som tolkar in något oroande i deras barns hälsodata, säger Onur Parlak. Personligen vet jag inte om det verkligen är nödvändigt att vi får tillgång till alla våra individuella data från kroppsnära teknik.
Hans egen forskning handlar om bärbar elektronik för ett flertal medicinska ändamål, bland annat mätning av stress och detektering av epilepsianfall. Ett projekt gäller sår som inte vill läka.
– Svårläkta sår är tyvärr ett vanligt problem i vården. Vi försöker utveckla ett smart plåster som mäter en rad faktorer i såret såsom inflammationsnivå, temperatur, pH och bakterietillväxt. På så sätt kan man övervaka vad som händer i såret på ett sätt som inte stör läkningen och inte kräver en massa vårdresurser. Tanken är att bäraren ska ha en app i mobilen som säger till när det till exempel är dags att byta plåster eller om det uppstått en infektion som behöver behandlas. På längre sikt kan man tänka sig att plåstret själv ger läkemedel direkt i såret vid behov.
Utvecklingen av kroppsnära teknik är en del av en större trend mot många fler sensorer runt omkring oss i vår vardag, förklarar Onur Parlak. Vissa passar bäst på kroppen, andra någon annanstans. Prylar som övervakar vår sömn placeras lämpligen vid sängen och sensorer för analys av urin rimligen i toalettstolen.
Fakta: Bioelektronik
Gren inom tekniken där man kombinerar kunskap från elektronik och bioteknologi. Det hittills viktigaste delområdet är utvecklandet av biosensorer.
Källa: NE.se
– I ett av mina projekt utvecklar vi en ny kuvösmadrass för prematura barn. Den ska övervaka glukos och mjölksyra i blodet utan att penetrera huden. Idag behöver man ta ganska täta blodprov på dessa barn, vilket är mindre bra av flera skäl.
En viktig del av Onur Parlaks forskning handlar om att utveckla nya sensorer, till exempel nya material som känner igen ett visst ämne. För att fungera i kroppsnära teknik behöver sensorerna vara mycket små, strömsnåla, och inte åldras för fort.
– Hållbarheten är en av våra svåraste utmaningar, både i min egen forskning och för hela forskningsfältet. Många sensorer som reagerar på en viss molekyl förändras samtidigt. Efter ett tag blir de mättade och mindre känsliga. Därför behöver vi lägga till mekanismer som håller dem fräscha.
Hur gör ni om ni vill mäta flera faktorer?
– Varje sensor kan bara mäta en sak, men de är så små att det är lätt att placera många intill varandra. Se här!
Han håller fram en liten vit cirkel, ett par centimeter i diameter. På undersidan sitter åtta svarta rektanglar på rad, var och en några kvadratmillimeter stor.
– Den här plattan sitter på huden och analyserar ditt svett när du tränar. Varje liten ruta är en egen sensor. Här mäts glukos, laktat, natrium, kalium, elektrisk ledningsförmåga med mera.
Hur känner du för fitnessföretagen som utvecklar alla de här träningsprylarna med sensorer? Är det en fördel eller nackdel för din forskning att de finns?
– Lite av båda. Nackdelen är att de lätt får oss i akademin att framstå som långsamma, skrattar Onur Parlak. Medicinsk forskning är oerhört noga reglerad, vi kan inte ta några genvägar. De som utvecklar konsumentprodukter för friska människor har en annan frihet. Jag använder själv träningsklocka och har i grunden en positiv inställning till de här företagen, men allt de gör håller inte hög kvalitet. En del saker mäter de för att det är lätt, inte för att mätningarna egentligen säger något intressant.
En viktig fördel med den stora marknaden för fitnessteknik är att människor blir vana vid att använda bärbar elektronik, tycker han.
– Om du redan använt ett träningsarmband länge är det antagligen inte ett stort steg den dag din läkare föreslår att du ska börja använda något liknande.
Sensorer känner av epilepsianfall
Benno Mahler är neurolog och forskar vid institutionen för klinisk neurovetenskap vid Karolinska Institutet om epilepsi. I likhet med Onur Parlak är han involverad i forskning om kroppsnära teknik för detektering av epilepsianfall.
– I epilepsiverksamheten vid Karolinska Universitetssjukhuset har vi nyligen medverkat i en europeisk multicenterstudie där ett tiotal kliniker testat små bärbara prototyper från en kommersiell tillverkare, förklarar Mahler.
Fyra typer av sensorer känner av rörelser plus EEG, EKG och EMG – alltså elektrisk aktivitet i hjärna, hjärta respektive muskler. EEG:et registreras med två eller tre elektroder bakom örat. Användningen av flera variabler ska göra detekteringen säkrare än de produkter som redan finns på marknaden, förklarar Benno Mahler.
– De larm som finns idag förlitar sig oftast enbart på en variabel, vilket leder till en större risk för falsklarm. Vissa larm kan ge utslag när man till exempel borstar tänderna eller spelar kort.
Ett konventionellt sätt att registrera epilepsianfall är att patienten för anfallsdagbok under en period. Denna blir underlag för läkarens bedömning av sådant som läkemedelsdosering eller lämplighet för körkort.
– Men patienter med den vanligaste formen av epilepsi missar i genomsnitt att registrera ungefär hälften av sina anfall dagtid och upp till 80 procent av de som sker i sömnen, säger Benno Mahler. Bärbar, diskret utrustning för anfallsdetektion skulle därför vara mycket värdefull för behandling av epilepsi. Den kan också vara till stor nytta i exempelvis läkemedelsprövningar, där det är viktigt med hög tillförlitlighet.
Nästa stora steg i utvecklingen av wearables för epilepsi vore teknik som i stället förvarnar innan ett anfall. Benno Mahler tror dock att vägen dit är mycket lång för de flesta former av epilepsi.
– Vid vissa typer av epileptiska anfall uppstår tecken i hjärnans aktivitet innan patienten märker att anfallet är på gång – något som tekniken skulle kunna ta fasta på. Men i många fall ser vi inga sådana förvarningar och då blir det förstås svårare, säger han.
Klocka registerar förmaksflimmer
Kardiologen Emma Svennberg använder bärbar teknik i sin forskning om förmaksflimmer vid institutionen för medicin, Huddinge vid Karolinska Institutet.
– När jag började forska för tio år sedan använde vi ”tum-EKG”, en apparat som är någon decimeter stor och hålls med båda händerna så att EKG kan registreras från tummarna. Det var det minsta och smidigaste då. Nu finns liknande funktioner i en klocka som du har runt handleden, säger hon.
Förmaksflimmer drabbar många äldre och ökar risken för stroke – en risk som går att motverka med läkemedel. Men det förutsätter att tillståndet upptäcks.
– Därför ville jag undersöka hur många äldre som går omkring med förmaksflimmer utan att veta om det, förklarar Emma Svennberg. Det visade sig vara runt 3 procent av alla 75-åringar. Att mina försökspersoner kunde ha med sig utrustningen och ta många EKG spridda över dagen gjorde att vi upptäckte betydligt fler fall än man sett i tidigare studier.
Idag handlar hennes forskning bland annat om att hitta dessa patienter ännu tidigare, innan flimret är ett faktum.
– Vi fortsätter att samla in EKG från bärbara enheter och ska med hjälp av AI försöka identifiera mönster som har samband med framtida sjukdom.
Som hjärtläkare ser Emma Svennberg stora fördelar med utvecklingen av kroppsnära teknik – men också utmaningar och risker.
– Här finns en enorm potential för både patient och vårdapparat. Patienten får mer kontroll: Har mitt flimmer kommit tillbaka? Det kan jag själv enkelt kolla när jag vill! Och för oss i vården är det en stor hjälp om patienter får veta av sin utrustning när de behöver söka vård, och dessutom redan har relevanta hälsodata insamlade när de kommer till oss.
Men utvecklingen ställer samtidigt krav på vården, poängterar hon. Här krävs förberedelser, annars kommer den nya tekniken snarare bli en belastning.
– Vi behöver digitala strukturer för effektiv hantering av dessa datamängder, och vi behöver lära oss hur vi ska förhålla oss till data från olika konsumentprodukter, säger hon. Vi vill inte att friska människor lägger beslag på vårdresurser för att de sett en harmlös avvikelse i sin träningsklocka – men inte heller att någon som behöver vård på riktigt inte blir tagen på allvar.
Någon skarp kvalitetsgräns mellan medicinsk bärbar teknik och konsumentprodukter är svår att dra, menar hon.
– Konsumentprodukterna är olika sofistikerade. En del är enkla, men när det gäller de mer avancerade modellerna är mitt intryck att tillverkarna är rätt seriösa och grundliga. Stora märken som Fitbit och Applewatch har sin EKG-mätning godkänd av FDA – den amerikanska läkemedelsmyndigheten som också reglerar medicinteknik.
Hon konstaterar att kroppsnära teknik för konsumenter än så länge i stor utsträckning används av friska, hälsointresserade människor.
– Den stora nyttan kommer när den här tekniken blir mainstream och når ut i bredare lager, avslutar hon.
Om tidningen Medicinsk Vetenskap
Läs fler spännande artiklar om medicinsk forskning
I Karolinska Institutets populärvetenskapliga tidning Medicinsk Vetenskap kan du läsa fler artiklar om det senaste inom medicinsk forskning. Bli prenumerant!