Echobeelden van het hart met een kleine plakker

Monitoring van hartprestaties tijdens het dagelijks leven of het sporten kan over een tijdje wellicht gebeuren met een echo-apparaatje ter grootte van een postzegel dat op het lichaam is geplakt. Onderzoekers van de Universiteit van Californië in San Diego, Verenigde Staten, demonstreerden een eerste versie van hun flexibele, draagbare hartmonitor onlangs in Nature.

Echocardiografie is een gangbare techniek om de prestaties van het hart en de bloedstromen in en rondom het hart in beeld te brengen. Met bestaande apparatuur voor echocardiografie kan dat vrijwel alleen in specialistische omgevingen zoals het ziekenhuis plaatsvinden, terwijl abnormale hartactiviteit juist vaak zichtbaar is op onverwachte momenten of tijdens inspanning. De draagbare apparaatjes die nu worden gebruikt voor langdurige monitoring in het dagelijks leven registreren enkel de hartslag, de informatie daaruit is veel beperkter.

Het prototype is als een soort pleister op het lichaam geplakt. Hij is 1,9 bij 2,2 centimeter en 0,9 millimeter dik. Als het lichaam beweegt, beweegt de plakker mee: hij kan zowel buigen als uitrekken. Hij bestaat uit verschillende laagjes, waaronder elektroden van vloeibaar metaal en flexibele en uitrekbare piëzo-elektrische geleiders (waarbij druk elektrische spanning oplevert) die echosensoren activeren. De echosensoren zijn in een kruis neergelegd om het hart in verschillende dimensies in beeld te kunnen brengen.

De plakker is in rust en in actie getest. Dat laatste op een proefpersoon op een hometrainer. Vergeleken met traditionele echo-apparatuur levert het prototype beelden van vergelijkbare kwaliteit op, rapporteren de onderzoekers. Al is er tot nu toe alleen naar het volume van een van de hartkamers gekeken, niet naar het hele hart en de bloedstromen eromheen.

„Dat ze met flexibele en rekbare materialen dit beeld weten te genereren is heel knap”, zegt Massimo Mischi, hoogleraar Signal Processing Systems aan de TU Eindhoven. „Echobeelden worden gereconstrueerd uit de echosignalen door de relatieve positie te bepalen ten opzichte van de echo-apparatuur. Met flexibele en rekbare materialen verandert de positie steeds, en het is ze toch gelukt goed beeld te genereren.”

Nog niet draadloos

„Het is wel echt een eerste prototype, er ontbreekt nog veel”, zegt Mischi. „De plakker is nu nog niet draadloos, dat moet uiteindelijk natuurlijk wel om het in het dagelijks leven en tijdens inspanning gebruikt te kunnen worden. En ze hebben nu alleen het volume van de hartkamer gemeten, dat is een relatief simpele toepassing.”

De groep die dit onderzoek publiceert, loopt wereldwijd voorop met deze technologie, weet Mischi. „Er wordt ook in Nederland gewerkt aan echoplakkers, zij het via een andere benadering. Ik weet niet welke technologie het uiteindelijk gaat worden, het moet bijvoorbeeld ook goedkoop geproduceerd kunnen worden, maar ik geloof erg in de ontwikkeling in de richting van zeer mobiele echografie.”

„Het kan heel veel opleveren”, zegt Mashi. „Het maken van beelden kan buiten het ziekenhuis plaatsvinden, grotendeels door patiënten zelf of door een huisarts. Je speelt zo ruimte in het ziekenhuis en van een specialist vrij die nu handmatig opnamen moet maken. Die specialist kan zich dan bezighouden met beoordeling van de beelden. Behalve bij cardiologie kan het ook bijvoorbeeld voor zwangerschapsmonitoring heel nuttig zijn. En als het zo goedkoop wordt als we voor ogen hebben, zal het ook de gezondheidszorg in armere landen flink verbeteren.”