Här är etiketterna som håller koll på andningen

Samma trådlösa teknik som kan spåra din katt eller hitta en vara på lagret kan även övervaka din andning. Nu presenterar forskare på Chalmers, Sahlgrenska Universitetssjukhuset och Göteborgs universitet ett helt nytt sätt att mäta andningsrörelser vid nedsatt lungfunktion. Med hjälp av små plåsterliknande etiketter kan andningen analyseras i detalj helt kontaktlöst – på sjukhus eller i hemmet.

För patienter som har lungsjukdom eller har genomgått ett kirurgiskt ingrepp är det avgörande att kunna mäta andningsfunktionen på ett exakt och tillförlitligt sätt. Idag används som regel bildbaserade metoder, exempelvis vanlig röntgen och datortomografi, och undersökningarna görs med hjälp av avancerad utrustning i sjukhusmiljö. Förutom begränsad tillgänglighet och dyr teknik utsätts patienterna också för strålning.

För att det ska vara möjligt att göra avancerade och exakta mätningar på ett enklare och mer kostnadseffektivt sätt har en Chalmersledd forskargrupp testat ett helt nytt sätt att analysera andningsfunktionen. I en nyligen publicerad vetenskaplig artikel visar forskarna att radiofrekvensteknik kan användas för avancerad mätning av andningsfunktion och andningsmönster. Tekniken används redan idag på bred front i samhället, inom alltifrån mobil kommunikation till att spåra varor med hjälp av radiofrekvensidentifiering, RFID.

– För att pröva idén använde vi befintlig kommersiell utrustning i ett koncepttest. Vi är glada över de lovande resultaten, som visar att tekniken har potential för avancerad andningsövervakning inom vården, säger Xuezhi Zeng, som är docent och fakultetslärare på institutionen för elektroteknik på Chalmers.

Hon har under många år forskat inom radiofrekvensteknik och tillsammans med forskarkollegor på Sahlgrenska Universitetssjukhuset och Göteborgs universitet genomförde hon studien som bevisar att tekniken är lämpad för avancerad andningsövervakning.

Plåsterlika etiketter registrerar andningen

Testerna genomfördes på Sahlgrenska Universitetssjukhusets simulatorcentrum där en datorstyrd docka försågs med fyra plåsterliknande etiketter, RFID-taggar, som sattes på olika platser på bröstkorgen. Med hjälp av radiovågor från en portabel utrustning, en läsare, kunde etiketternas rörelser registreras och presenteras som grafer på en skärm.

Det gick att avläsa även små skillnader i andningsrörelserna vid de olika mätpunkterna i de flesta testerna. Resultaten gav därmed en fördjupad bild av andningsfunktionen.

– Inom vården finns ett stort behov av flexibla, tillförlitliga och kostnadseffektiva mätmetoder. Detta är ett viktigt steg mot att få fram individanpassad rehabilitering för exempelvis patienter som återhämtar sig efter operation eller lever med kroniska lungsjukdomar, säger Gunilla Kjellby Wendt, verksamhetschef för arbetsterapi och fysioterapi vid Sahlgrenska universitetssjukhuset och adjungerad professor vid Chalmers.

Hon anser att RFID-tekniken skulle göra undersökningarna enklare att genomföra, då utrustningen är portabel och kan användas både i vårdmiljö och hemma.

De små chipförsedda etiketterna, där varje enhet har ett unikt ID, får den energi de behöver från läsaren. Därmed fungerar de helt kontaktlöst, utan vare sig batterier eller sladdar.

Hoppas på klinisk testning inom fem år

Nästa steg för forskarna är att utveckla en egen prototyp där signalbehandling, systemdesign och analysfunktion skräddarsys, så att utrustningen och metoden blir tillräckligt robust för klinisk testning.

– Det kommer att ta några år, men jag hoppas att vår prototyp kan testas på patienter inom fem år, säger Xuezhi Zeng.

På längre sikt hoppas forskarna att metoden gör det möjligt att testa fler patienter, på fler vårdnivåer. Förhoppningen är också att kunna följa patienter med nedsatt lungfunktion över längre tid i hemmet, så att försämringar kan upptäckas och behandlas snabbare.

– Detta skulle kunna få stor betydelse för hur vi följer upp och behandlar patienter med nedsatt lungfunktion, inte minst när alltmer vård ska kunna ges hemma hos patienterna, säger Monika Fagevik Olsén, medförfattare till studien och professor i fysioterapi vid Göteborgs universitet.

Mer om forskningen:

Den vetenskapliga studien Localized Measurement of Breathing Movement Using RFID: Proof-of-Concept and Challenges har publicerats i IEEE Access. Författarna är Xuezhi Zeng, Jiaqi Wu, Anneli Thelandersson, Gunilla Kjellby Wendt och Monika Fagevik Olsén. Forskarna är verksamma vid Chalmers tekniska högskola, Sahlgrenska Universitetssjukhuset och Göteborgs universitet.

Forskningen har fått finansiering från Chalmers styrkeområde Hälsa och teknik.
 

För mer information, kontakta:

Xuezhi Zeng, docent och fakultetslärare, institutionen för elektroteknik, Chalmers tekniska högskola,
xuezhi@chalmers.se, 031 772 16 13

Gunilla Kjellby Wendt, verksamhetschef, arbetsterapi och fysioterapi, Sahlgrenska Universitetssjukhuset samt adjungerad professor vid institutionen för elektroteknik, Chalmers tekniska högskola, gunilla.kjellby-wendt@vgregion.se, 070 525 59 25

Monika Fagevik Olsén, professor i fysioterapi, institutionen för neurovetenskap och fysiologi, Göteborgs universitet, monika.fagevik-olsen@gu.se, 070 720 61 89

Forskarna talar svenska och engelska. Xuezhi Zeng talar även kinesiska. På Chalmers har vi poddstudior och filmutrustning på plats och kan bistå vid förfrågningar om tv-, radio- eller poddintervjuer.

Bildtext: Ett nytt sätt att hålla koll på andningen | Med hjälp av plåsterliknande etiketter, läsare och antenn kan andningsfunktionen analyseras genom radiofrekvensteknik. De små chipförsedda etiketterna, där varje enhet har ett unikt ID, fungerar kontaktlöst då de får sin energi från läsaren. Etiketternas rörelser registreras av läsaren och presenteras som grafer på en skärm.

Foto: Chalmers tekniska högskola | Mia Halleröd Palmgren

Mia Halleröd Palmgren
Presskommunikatör
031 772 32 52
mia.hallerodpalmgren@chalmers.se

________________

Chalmers tekniska högskola i Göteborg forskar och utbildar inom teknik och naturvetenskap på hög internationell nivå. Universitetet har 3 100 anställda, 10 000 studenter och utbildar ingenjörer, arkitekter och sjöbefäl.

Med vetenskaplig excellens som grund utvecklar Chalmers kompetens och tekniska lösningar för en hållbar värld. Genom globalt engagemang och entreprenörsanda skapar vi innovationskraft, i nära samarbete med övriga samhället. 

Chalmers grundades 1829 och har än idag samma motto: Avancez – framåt.

---

Det är tillåtet att ladda ner, sprida och använda bifogade bilder och illustrationer, om inget annat anges, för publiceringar i samband med Chalmers pressmeddelanden så länge Chalmers och fotograf/illustratör står med som upphovsperson där möjlighet ges. Det är tillåtet att beskära och justera i materialet för att anpassa format för publikation men det är ej tillåtet att omarbeta originalet på ett sådant sätt att det ändrar den ursprungliga innebörden. Materialet är avsett att användas i redaktionellt syfte. Kommersiell användning, som del i marknadsföring av varor och tjänster, är inte tillåten.

Vi vill att Chalmers och våra fotografer och illustratörer namnges i samband med publicering där det är möjligt enligt följande modell:

• Foto: Chalmers tekniska högskola| Förnamn Efternamn
• Grafik/Illustration: Chalmers tekniska högskola| Förnamn Efternamn