Väitös: Kuivaelektrodit ovat kustannustehokas ja toimiva tapa seurata sydänterveyttä sairaalan ulkopuolella

Terveydenhuollon kasvavat paineet ja sydän- ja verisuonitautien yleisyys korostavat tarvetta uusille seurantaratkaisuille. Lääkintälaitteet ovat tärkeässä roolissa potilastiedon keräämisessä, hoitopäätöksissä ja hoidon seurannassa. Teknologian kehitys on lisännyt puettavien laitteiden käyttöä, ja ne tarjoavatkin kustannustehokkaan vaihtoehdon perinteisille sairaalalaitteille erityisesti pitkäaikaisessa sydänseurannassa.

Atte Joutsen tarkasteli väitöstutkimuksessaan kuivaelektrodien ominaisuuksia. Tavoitteena oli löytää sopivin ratkaisu sydämen toiminnan mittaamiseksi puettavilla laitteilla. Tutkimukseen sisältyi kenttätutkimus, jossa puettavaa laitetta testattiin eteisvärinäpotilailla.

– Perinteisesti sydänsähkökäyrää mitataan kertakäyttöisillä märkäelektrodeilla, mutta niiden käyttö vaatii valmistelua ja voi ärsyttää ihoa. Lisäksi pitkäaikaisessa käytössä märkäelektrodit pitää yleensä vaihtaa, ja siten niiden kulutus rasittaa myös ympäristöä, Joutsen kertoo.

Kuivaelektrodit tarjoavat ratkaisun näihin ongelmiin. Kuivaelektrodit eivät vaadi ihon esikäsittelyä, niitä ei tarvitse uusia ja ne pysyvät hyvin paikoillaan laitteen rakenteen ansiosta. Vaikka signaalin laatu ja liikehäiriöiden kesto eivät aina yllä märkäelektrodien tasolle, kuivaelektrodeilla varustetut puettavat laitteet mahdollistavat pitkäaikaisen mittauksen, joka tuottaa riittävää tietoa kliiniseen päätöksentekoon.

Tulokset osoittivat, että pinnaltaan kiinteät materiaalit, kuten ruostumaton teräs ja platina, toimivat elektrodeissa huokoisia materiaaleja paremmin. Kaikki elektrodimateriaalit kuitenkin kuluivat pesuissa, mikä vaikutti niiden sähköisiin ominaisuuksiin. Erityisesti ruostumattomasta teräksestä valmistettuja kuivaelektrodeja ja optisia antureita sisältävä rannelaite osoitti toimivuutensa lääketieteellisessä käyttötarkoituksessa. Laite havaitsi eteisvärinän luotettavasti ja oli potilaista miellyttävä käyttää.

– Kuivaelektrodit toimivat puettavissa laitteissa. Puettava teknologia on kevyttä ja kulkee huomaamatta mukana. Sen avulla voidaan ajoissa havaita ja seurata terveysriskejä ennen kuin oireet etenevät terveysongelmiksi. Näin esimerkiksi verenohennuslääkitys voidaan aloittaa ajoissa ja ehkäistä eteisvärinän aiheuttama aivoinfarkti, Joutsen sanoo.

Tutkimuksen löydökset tarjoavat uusia näkökulmia kuivaelektrodien hyödyntämiseen ja tukevat samalla WHO:n ja YK:n globaalien terveyden edistämisen tavoitteiden saavuttamista. WHO:n jäsenmaat sopivat vuonna 2013 vähentävänsä ei-tarttuvista sairauksista johtuvia kuolemia 25 prosentilla vuoteen 2025 mennessä. YK:n kestävän kehityksen tavoite tähtää ennenaikaisen kuolleisuuden vähentämiseen kolmanneksella vuoteen 2030 mennessä.

Atte Joutsen asuu Tampereella ja työskentelee Tampereen yliopistollisessa sairaalassa sairaalafyysikkona.

Väitöstilaisuus perjantaina 23. toukokuuta

Tekniikan lisensiaatti Atte Joutsenen biolääketieteen tekniikan alaan kuuluva väitöskirja Dry electrode solutions for measuring cardiac activity in wearable technology tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 23.5.2025 kello 12 Hervannan kampuksella, Festia-rakennuksen Pieni sali 1:ssä (Korkeakoulunkatu 8, Tampere). Vastaväittäjänä toimii professori Ki Chon Connecticutin yliopiston lääketieteellisen tekniikan laitokselta. Kustoksena toimii professori Antti Vehkaoja Tampereen yliopistosta.