De allergiepriktest kan sneller, makkelijker en beter worden gedaan met de SPAT: Skin Prick Automated Test, die door ziekenhuizen in België en Nederland aangekocht is. ‘Door een plaat met gaten komen alle lancetten naar beneden en op de arm, zo zetten ze de krasjes met allergenen’, legt dr. ir. Senne Gorris uit.
Tot nu toe worden deze allergietesten vooral door verpleegkundigen gedaan, voor wie het een zeer repeterende taak was. ‘Daardoor kan de test door verschillende oorzaken niet helemaal goed gedaan worden. Met de SPAT gaat alles sneller, dat is beter voor de patiënt, voor de verpleegkundige en ook voor de arts. De SPAT is verbonden met de computer en de uitslag van de test krijgt de arts online. Het apparaat maakt ook een foto van de armen en de reactie kan meteen worden afgelezen’, zegt Gorris, die in het dagelijks leven KNO-specialist in het Algemeen Ziekenhuis in Herentals, België is. Daarnaast is hij de co-founder van Hippo Dx, het bedrijf dat de SPAT op de markt heeft gebracht.
In de SPAT is plaats voor 24 beschikbare allergenen en per arm kunnen er 12 geselecteerd worden. De gevraagde potjes opent de SPAT, met een lancet wordt automatisch de juiste hoeveelheid opgehaald. Deze potjes zijn gelijk aan de manuele test. De hoeveelheid allergeen die gebruikt worden is lager. Als de patiënt de arm eronder legt, worden op hetzelfde moment alle geselecteerde allergenen in de huid gekrast, met dezelfde druk. In elk van de lancetjes zit een veermechanisme. De huid van een arm is niet egaal, maar hierdoor weet het lancet dat het nog maar een klein beetje dieper hoeft voor een volledig synchrone druk over alle 12 testen.
3D-geprinte onderdelen
Productiemanager Rob Cardinaels werkt mee aan het realiseren van de SPAT. De speciaal aangeschafte CNC-freesmachine was de basis hiervoor. ‘We bedachten dat een armklem goed zou zijn, om de arm op de plaats te houden, maar dat bleek niet per se nodig te zijn. Een handvat om de arm op zijn plek te houden leek ons handig. Alleen merkten we in de praktijk dat de patiënten hun spieren aanspanden, waardoor het prikken lastiger werd. Zo hebben we via trial-and-error veel uitgeprobeerd. We dachten eerst dat het een soort koffiemachine zou worden, heel simpel. Dat bleek niet handig. Eerst werkten we nog met naalden en niet met lancetjes, dat werkte op zich wel, maar het ging heel langzaam en ook één voor één. Terwijl we juist alle krasjes tegelijk willen zetten. Met lancets ging dit beter, die zijn minder gevaarlijk en hebben een kleinere punt.’
Software
Mede omdat één van de oprichters al in Kotlin werkte binnen zijn bedrijf, werd daar ook voor gekozen om de applicaties te schrijven. ‘Deze taal wordt meestal gebruikt voor Android-applicaties. Terwijl we op onderdelen wachtten, gingen we hier vast mee aan de slag. Gaandeweg raakten we steeds meer thuis in Kotlin. We maakten eerst enkele wireframes; wat wilden we precies bereiken? Een van ons werkte dat verder uit. Met dat de elektronische componenten binnendruppelden, wilden we testen op hoeveel kracht we zaten met de injecties op de arm. In eerste instantie deden we dat met Arduino, want ons zusterbedrijf Comate was onze eigen printplaat nog aan het uittekenen. Daar hadden we zelf de resources niet voor. We wilden toch de motoren vast testen, want dat komt natuurlijk heel precies. Via Arduino hebben we dingen aan elkaar gehangen en gekeken of het werkte. Dat ging met vallen en opstaan.’
Priktool
Daarna werkte het team de zogenoemde ‘priktool’ uit. Cardinaels: ‘Die bestond toen nog uit vijftien motoren, waarvan drie rotationeel en de anderen lineair. Daar zat een scanner op en een ultrasoon sensor. Dat rijdt rond binnen in de SPAT en haalt de lancetten op en pakt die met de lineaire motoren. De priktool rijdt dan naar de potjes met allergenen, die speciale bottlecaps hebben, die we met de 3D-printer maakten. Voor ieder soort potje is er een andere cap. Een nog andere lineaire as opent die caps, waarna de priktool daarboven gaat staan en het lancet daarin topt. Adhesiekrachten houden de druppel op het lancet zodat die daarmee kan rondrijden. Alle lancetten zijn individueel verend opgehangen, waardoor vanuit iedere lancet dezelfde kracht gaat als die de huid raakt. Met de rotationele motor en een tandwielmechanisme, draaien ze in één keer rond en hebben ze geprikt. Achterin zit nog een mechanisme waar de lancetten achter blijven haken en daardoor worden ze afgeworpen.’
Kartonnen doos
Om de uitslag van de krasjes te kunnen aflezen, maakten de bouwers eerst een grote kartonnen doos met een gat erin, waar de camera doorheen stak. ‘Als je je arm er dan onderlegde, kon de laborant op een knopje drukken. Met een paar flitsen die volgden, werden de afbeeldingen genomen. Dat probeerden we eerst op onszelf uit. Toen dat bleek te werken stapten we over naar een hyperspectrale camera. Die hangt boven met belichting aan de zijkant via leds. Een allergische reactie zie je door een bolling in de huid, met de lampjes zijn schaduwen bij allergische reacties duidelijk zichtbaar.’
Touchscreen
Alle functionaliteiten van de SPAT moesten eenvoudiger en gebruiksvriendelijker. Dat kon met een touchscreen voor de gebruikersinterface. Daarop kan de dokter selecteren welke allergenen getest moeten worden. Elke SPAT heeft een single board computer (SBC) waarop het besturingssysteem Linux draait, de applicatie draait daarop en die wordt afgebeeld op het touchscreen. Die staat ook serieel in verbinding met het Printed Circuit Board (PCB) via een protocol dat het team zelf uitwerkte. Op de PCB staat een microcontroller die ook volledig geprogrammeerd is. Die leest ook continu de waardes van de sensoren uit en geeft ze door aan de SBC. De scanner kijkt in de potjes met allergenen en bepaalt via QR-codes of dat het juiste allergeren is. ‘We zochten vrij lang naar een geschikte ultrasoon sensor die door een heel smal potje kon kijken of er nog voldoende volume aanwezig is’, vertelt Cardinaels.
Lokale server
Nu wordt er nog lokaal een server opgezet door de SPAT, waarin de webviewer draait. Als de SPAT in een ziekenhuis staat, kunnen artsen lokaal naar het IP-adres surfen. Daarvoor moeten ze wel in het ziekenhuis zijn. ‘We zijn momenteel met een cloud-gedeelte bezig dat we gaan bouwen. Daarmee centraliseren we de uitslagen en zijn die voor het hele ziekenhuis beschikbaar, maar dat komt nog. Daarnaast doen we veel onderzoeken waarin we met universitaire ziekenhuizen samenwerken. Bijvoorbeeld dat een arts niet meer zelf een lijntje hoeft te trekken om te zien hoe groot de bolling bij een allergische reactie is, maar dat dat met AI kan. Door nog meer onderzoek te doen, kunnen we misschien nog meer uit de SPAT halen, bijvoorbeeld dat we kunnen zien of immunotherapie effect heeft bij een patiënt. Die behandeling kost veel geld en de uitkomst is niet altijd zeker. Een eerder resultaat dan de drie jaar die het nu is, kan veel schelen. Maar dat is iets waarvan we nu dromen en we weten nog niet of we de SPAT hiervoor ook kunnen inzetten.’
Nieuwe toepassingen
Nu de SPAT in ruim tien ziekenhuizen draait, komt feedback binnen. ‘Ze werken, dat weten we omdat ze heel goed zijn getest’, zegt bedenker Gorris. ‘Het is wel nieuwe technologie en die kun je op meer manieren gebruiken dan alleen het zetten van de krasjes met de allergenen en het aflezen van de uitslag. In de machine kan vooraf ingesteld worden dat voor een bepaalde arts altijd die allergenen getest moeten worden. De uitslagen worden met de diameter gemeten, maar binnenkort kan dat ook met de oppervlaktevoet. We willen het niet te complex maken, maar tegelijk moeten artsen er wel uit kunnen halen wat erin zit. Een vraag die we veel krijgen is of er een rechtstreekse verbinding met het EPD mogelijk is, het Elektronisch Patiënten Dossier. Ook vragen de verpleegkundigen of er vooraf een agenda ingezet kan worden, zodat alles voorgeprogrammeerd is als de dag begint. Daar gaan we binnenkort mee aan de slag. Iets waar we nog niet aan gedacht hadden, is de TBC-test, die met tuberculine op de arm gaat. Hiervoor is SPAT ook zeer geschikt. Er komen heel veel suggesties binnen, zoveel dat we niet overal aan kunnen voldoen. Maar dat betekent wel dat het echt leeft.’
