De afgelopen jaren is de belangstelling voor geprinte elektronica enorm toegenomen. Dat heeft twee oorzaken: het zorgt niet alleen voor nieuwe mogelijkheden, maar heeft ook eigenschappen, zoals flexibiliteit en rekbaarheid, die die mogelijkheden zelfs nog uitbreiden. Een van de domeinen waarin die uitgebreide mogelijkheden erg nuttig blijken, is de medische sector.

Het volgende voorbeeld spreekt voor zich.

Samen met het Nederlandse bedrijf Mentech hebben we een elektrodepleister ontwikkeld die de huidgeleiding meet op de voeten van patiënten met ernstige verstandelijke beperkingen. Door de huidgeleiding te meten, een belangrijke parameter om stress op te sporen, kunnen gezondheidswerkers een automatische melding krijgen wanneer een patiënt stress krijgt.

Mentech is het bedrijf dat HUME heeft ontwikkeld, een streamingsoftwareplatform waarmee stress in real time gemonitord kan worden op basis van fysiologische signalen en artificiële-intelligentiemodellen. De sensoren meten fysiologische kenmerken, zoals de hartslag, huidgeleiding en beweging. Die informatie wordt dan aan de hand van gedragsmodellen omgezet naar bruikbare informatie in het HUME-platform. Zo kunnen vroege stresssignalen voorspellen wanneer een patiënt angstig wordt. De patiënten kunnen immers vaak zelf hun emoties niet uitdrukken met woorden of gebaren. De stresssignalen waarschuwen de gezondheidswerkers nu in een vroeg stadium en zij hebben geleerd hoe ze kunnen voorkomen dat de stress nog toeneemt. Daardoor hebben mensen met een verstandelijke beperking een betere levenskwaliteit, wordt hun gedrag juist begrepen en blijven ze niet zitten met stress, angst en negatieve gevoelens.

Vroeger gebruikte Mentech armbanden en smartwatches om de huidgeleiding te meten en zo het stressniveau te bepalen. Maar voor deze specifieke groep, namelijk mensen met een ernstige verstandelijke beperking, is het dragen van een apparaat rond de pols niet haalbaar. Vaak begrijpen ze niet waarom ze het moeten dragen en doen ze het uit of maken ze het kapot. Een meer controleerbare en zekere oplossing was bijgevolg nodig. Daarom besloot Mentech om een eigen wearable te ontwikkelen.

Ravas weegoplossing

Bovendien is uit onderzoek gebleken dat de voeten de beste plaats zijn om huidgeleiding te meten – een logische keuze dus van Mentech om een sensor te ontwikkelen die gemakkelijk op de voetzoel wordt aangebracht. De patiënt ervaart daarbij ook meer comfort. Quad Industries kreeg de taak om de elektrodepleister te ontwikkelen, aangezien we gespecialiseerd zijn in het ontwikkelen en produceren van geprinte elektronica.

We ontwikkelden een paar prototypes van de slimme pleister, telkens in een ander materiaal, met andere geleidbare inkt, voor een andere plaats op de voet, met een ander ontwerp van elektroden enz. Met de vereisten op het vlak van draagcomfort, rekbaarheid en draagtijd in ons achterhoofd hebben we die parameters uitgebreid onderzocht en een paar combinaties geselecteerd. Die werden herhaaldelijk getest op kleine groepen patiënten. Daarna hebben we de oorspronkelijke prototypes verfijnd en op grotere schaal geproduceerd. Dankzij de financiering van SmartEEs konden we de HUME-module vlot linken met de elektrodepleister en de beste plaats voor de module bepalen: boven de enkel.

De betrokkenheid van Quad vanaf het prille begin was cruciaal om de ontwikkeling optimaal te laten verlopen. De technologie voor het printen van elektronica is relatief nieuw, en er zijn dan ook geen bestaande normen die voorgeschreven of gevolgd kunnen worden. In de beginfase was de samenwerking tussen Quad en Mentech voor het bepalen van de behoeften, toepassingen en vereisten noodzakelijk om zo snel mogelijk de beste oplossing te ontwikkelen. Het feit dat de oplossing gezamenlijk ontwikkeld werd, heeft zeker en vast een positieve invloed gehad op de kwaliteit ervan, de marktintroductietijd en kostenefficiëntie.

Die ontwikkeling was het startschot voor een uitgebreide samenwerking, waarbij Mentech en Quad Industries ook een pleister ontwikkelden die op de borst aangebracht wordt om een ecg uit te voeren. Die elektrodepleister vervangt de traditionele borstband, die niet comfortabel is om te dragen en waarvan de sensorkwaliteit te wensen overlaat. De borstband moet strak rond de borst gedragen worden om ervoor te zorgen dat er correct wordt gemeten en om te voorkomen dat het signaal verloren gaat wanneer iemand beweegt. Bovendien kan de borstband huidirritatie veroorzaken als hij meerdere uren gedragen wordt. De borstpleister daarentegen is klein, blijft op de juiste plaats plakken en rekt mee als de borst beweegt. De metingen zijn nauwkeurig en de pleister is comfortabel om te dragen, zelfs voor mensen met een misvormde borst.

We voeren ook onderzoek uit naar andere sensoroplossingen, zoals geprinte elektroden in sokken. Zulke slimme stoffen kunnen gewassen en verschillende keren gebruikt worden: het grote voordeel ten opzichte van de pleisters. Met geprinte elektronica op textiel kunnen we sensoroplossingen ontwikkelen die nauwkeurig meten, maar geen draden of moeilijke onderlinge verbindingen hebben. Op het HUME-platform van Mentech kunnen verschillende sensoroplossingen gecombineerd worden. Wanneer ecg en huidgeleidingssignalen gecombineerd worden, worden de voorspellingen van het stressniveau nog nauwkeuriger en betrouwbaarder, en vormen ze dus een nog betere tool waarmee we het gedrag van mensen met een verstandelijke beperking of dementie kunnen begrijpen.

We zijn erg blij dat we als bedrijf kunnen bijdragen aan oplossingen die de gezondheidszorg ten goede komen en de levenskwaliteit en het comfort van zowel patiënten als personeel kunnen verbeteren. Volgens ons hebben geprinte elektronica een veelbelovende toekomst in de gezondheidszorg in het verschiet. Wilt u uw medische toepassingen patiëntvriendelijker maken en denkt u dat geprinte elektronica daar een rol in kunnen spelen? Aarzel dan niet om contact met ons op te nemen. We denken graag met u mee over mogelijke oplossingen.