KLİNİK ARAŞTIRMALARDA GİYİLEBİLİR TEKNOLOJİ DEVRİMİ

Birkaç yıl öncesine kadar, kan basıncını ve kan şekerini kontrol etmek gibi yaygın teşhis prosedürleri takibinin, mevcut tıbbi izleme sistemleri ürünlerinin ve ilaç etkileşim ve kullanım takibinin bulunduğunuz yerde saniyeler içinde gerçekleşip sağlık hizmetlerinde geleneksel yöntemler haline geleceği tahmin edilebilir miydi? Bir milyon insanın sadece zamanı gösteren değil, sağlık verilerini kaydedebileceği ve ilaç takibini yapabileceği bir saati satın alacağını düşünür müydünüz?

Bu blog yazısında giyilebilir teknolojinin sağlık alanında yarattığı devrim, kullanılan teknolojilerin örnekleri, klinik araştırmalardaki yeri ve avantajları hakkında bilgiler verilmiş ve bu teknolojilerin vadettiklerine değinilmiştir.

GİYİLEBİLİR TEKNOLOJİNİN TANIMI

Genel anlamda “Giyilebilir Teknoloji” (Wearable Technology) sistemlerin ve sistemi oluşturan algılayıcı, alıcı, verici gibi bileşenlerin insan vücuduna giyilebilecek esneklik ve ergonomiye getirilmesini amaçlayan bir teknoloji alanıdır. Bu alan günümüzde pek çok alt teknolojilere ayrılmış ve her geçen gün gelişmeye devam etmektedir, bu teknolojiler farklı kategorilerle sunulabilir. Bunları günümüzde akıllı saatler, gözlükler, bileklikler, giysiler, takılar başa takılan ekranlar (head-monted display) ve implantlar olarak görmekteyiz [1].

Sekil 1. Giyilebilir teknoloji ürünleri

Giyilebilir teknolojinin kullanım alanlarının şaşırtıcı derecede geniş olduğundan söz edebiliriz. Zira bu cihazların potansiyel faydaları bir hayli çeşitlidir. Giyilebilir teknolojilerin en sık kullanıldığı alanların başında sağlık gelir. Bu cihazların her biri günümüzde bu alanda kullanılmakta ve geliştirilmektedir. Giyilebilir cihazların 5 ana özelliği vardır [2]:

1. Kablosuz hareketlilik
2. Etkileşim ve zeka
3. Sürdürülebilirlik ve dayanıklılık
4. Basit Kullanım ve minyatürleşme
5. Giyilebilirlik ve taşınabilirlik

DİJİTAL SAĞLIKTA GELİŞEN DEVRİM: SAĞLIK ALANINDA GİYİLEBİLİR TEKNOLOJİLER

Sağlık alanındaki giyilebilir teknolojiler ilk olarak NASA tarafından 1960’lı yıllarda astronotların yaşamsal verilerini gözleme ihtiyacı ile doğmuştur. Bu teknoloji günümüze değin giderek artan bir ilgi ve heyecanla karşılanan önemli bir gelişmedir. İnsanların sağlık durumlarını daha etkin bir şekilde takip etmelerine yardımcı olan bu teknolojiler, tıbbi izleme, önleyici bakım, tedavi ve sağlık yönetimi gibi birçok alanda devrim niteliğinde bir dönüşüm sağlamaktadır.

Genel anlamıyla sağlık alanında giyilebilir teknoloji, hastaların; doktorlara, eczacılara, kısacası sağlıkçılara ve diğer ilgili taraflara sağlayabilecekleri sağlık ve zindelik verilerini toplamak için vücutlarına taktıkları cihazları ifade eder [3].

Günümüzde sağlık alanında geliştirilmiş giyilebilir teknolojilerden örnekler şunlardır:

Akıllı Sağlık Saatleri: Garmin

Giyilebilir EKG Monitörleri: Apple Watch

Giyilebilir Kan Basıncı Monitörleri: Qardioarm Kan Basıncı Aleti

Glikoz Ölçerler: Freestyle Libre

Spor İzleyicileri: Fitbit Charge 5

Entegre Aktif giyim: NADI X Activewear

Akıllı işitme cihazları: Jabra Hearing

Akıllı çoraplar: Owlet

Şekil 2. Giyilebilir sağlık teknolojilerinin örnek kullanımına dair bir illüstrasyon

Bu cihazlar, hastadan kalp atış hızı, kan basıncı, uyku düzeni ve aktivite gibi farklı verileri toplamak için biyosensörler kullanır. Bu teknoloji zindeliği, genel sağlığı ve hastalık yönetimini doğru bir şekilde izleyebilir. Ayrıca ilaç hatırlatmaları sağlayabilir ve hasta sağlık bilgilerini saklayabilirler [4].

Peki biyosensörler nasıl çalışır, cihazlar sağlık verilerini nasıl algılar ve depolar?

Giyilebilir tıbbi cihazlarda kullanılan iki ana biyosensör türü vardır:

Fotodiyot sensörü: Bu sensör tipi ışık enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. Güneş enerjisiyle çalışan bu sensör bir damardan gelen verileri kullanıcıya bilgi iletmek için giyilebilir cihaza geri çevrilen kullanılabilir verilere dönüştürür. Veri doğruluğu tartışılsa da üreticiler için ucuz bir seçenektir.

Tamamlayıcı metal oksit yarı iletken (CMOS) sensörleri: CMOS, piyasada doğruluğu ve zekası ile bilinir. Üst düzey bir DSLR kamera merceği gibi, CMOS sensörü odağını doğru bir şekilde yönlendirebilir ve hatta veri okumayı etkileyebilecek etkenleri yok sayabilir. Ayrıca CMOS sensörü, yaygın bir kalp rahatsızlığı olan atriyal fibrilasyonu da algılayabilir [5].

Bu sensör tabanlı teknoloji, tıp alanının hastaların günlük yaşamlarında farmakoterapiye uyumunu nasıl ölçebileceğini ve değerlendirebileceğini de önemli ölçüde etkilemiştir. Bunların başında, vücutta çözündüklerinde bir hastanın ilacını aldığını gösteren bir veri gönderen, biyolojik olarak sindirilebilir sensörler üreten Proteus Digital Health ve EtcectRx gibi şirketler gelmektedir. Proteus sistemi, hastanın midesinin üzerine takılan ve aktivite ile ilgili hayati değerler de dahil olmak üzere hastayla ilgili verileri izleyebilen bir yamaya dayanır. Bu sistemdeki magnezyum ve bakır içeren sensörler mide asidi ile etkileştiğinde kalp hızı, solunum hızı, EKG takip etmek için kullanılabilmektedir.

KLİNİK ARAŞTIRMALARIN TANIMI VE KAPSAMI

İlaçların, tıbbi cihazların, diğer tanı/tedavi ürün ve yöntemlerinin kullanıma sunulması için bu ürün/yöntemlerin güvenliliğinin ve etkililiğinin bir dizi araştırma ile ispatlanması gerekir. Gönüllü kişilerin katılımıyla gerçekleştirilen ve tıbbi bilgi elde etmeyi amaçlayan bu bilimsel çalışmalara klinik araştırma denir.

Klinik araştırmalar yeni tedavi yöntemlerini/ürünlerini araştırmanın yanında bilinen bir tedavi yönteminin/ilacın daha etkin kullanım şeklinin bulunması veya bu yöntemler hakkında daha fazla bilgi edinilmesi amacıyla yapılabilir. Klinik araştırmalar, yeni bir tıbbi yöntemin (ilaç, tedavi yöntemi, tıbbi cihaz, tıbbi prosedür gibi) insan üzerinde denenmesini gerektiren çalışmalardır. Tedavi edici ve yaşam kurtarıcı olan tıbbi uygulamaların geliştirilmesi için klinik araştırmaların yapılması gereklidir.

Şekil 3. Gelecekte klinik araştırmalar

KLİNİK ARAŞTIRMALARDA GİYİLEBİLİR TEKNOLOJİLER

Mobil uygulamalar ve web tabanlı arayüzler, uzaktan hasta kaydı, hasta onayı ve klinik araştırmalarda saklama için giderek daha fazla kullanılmakta, bu da süreci daha kolay hale getirmekte ve uzaktaki hastalara daha iyi erişim sağlamaktadır. Bu teknoloji hatırlatıcı özelliğiyle yaklaşan ziyaretler hakkında bilgi sağlayarak ve klinik araştırmanın yürütülmesiyle ilgili operasyon güncellemeleri sunarak, uyumluluğu teşvik ederek, tıbbi personelle iletişimi ve katılımın lojistiğini kolaylaştırarak klinik araştırma hastalarını elde tutma oranını artırmaktadır.

En sık ölçülen veriler, elektrokardiyografi (EKG), balistokardiyografi (BCG) ve diğer cihazların kullanımı yoluyla kalp atış hızı, kan basıncı ve vücut ısısı gibi yaşamsal belirtilerin yanı sıra kan oksijen doygunluğu, duruş ve fiziksel aktiviteleri içerir. Bunun yanında giyilebilir fotoğraf veya video cihazları ek klinik bilgiler sağlayabilir.

Hasta grupları için giyilebilir cihazlar, tedavi sırasında semptom değişikliklerini izlemek için kullanılabilir, bu da hastalık izleme ve etkinlik değerlendirmeleri için kullanılabilir ve tedavi planının bireyselleştirilmesine katkıda bulunabilir. Örneğin, doktorların ilaç dozlarını ayarlamasına ve yeni ilaçların etkinliğini değerlendirmesine yardımcı olmak için ilaç tedavisi sırasında Parkinson hastalığı olan hastaların semptomlarını izlemek için giyilebilir sensörler kullanılabilmektedir. Giyilebilir cihazların ortaya çıkışı, insanların kalp atış hızını, nabzını, oksijen doygunluğunu ve fiziksel aktiviteyi sürekli olarak izlemesinin yanı sıra öksürüğü, nefes seslerini ve diğer özellikleri algılamak için sese olanak sağlamıştır. Bu sinyaller, akciğer fonksiyonundaki erken bozulmayı tespit etmek için öngörü analizlerinde kullanılabilmektedir. Bir başka örneğe bakacak olursak diyabetli hastalar için ise, kan şekeri düzeylerini kendi kendine izleme ve kendi kendine yönetme becerisinin geliştirilmesi, diyabetle ilişkili morbidite ve mortalitenin azalmasına katkıda bulunabilmektedir [6].

Bu bağlamda giyilebilir teknolojinin uygulanmasına bir örnek verelim:

Örneğin Tip-1 diyabetiniz varsa ve alacağınız insülin seviyesini belirlemek istiyorsanız; her öğünden önce kandaki glikoz seviyesine bakmanız gerekmektedir. Bunun için öğün öncesi kan alınmalı ve ölçüm işlemi yapılmalıdır. Bu süreç her hastanın kendi başına yönetemeyeceği bir süreç olabilmektedir. Tam da bu noktada glikoz seviyesini ölçmek için üretilmiş olan çeşitli sensörler imdadımıza yetişmektedir. Bu amaçla üretilmiş bir kez yapıştırılıp haftalarca kullanabileceğimiz sensörlü yamalar bulunmaktadır. Ölçüm sonuçlarını yamanın mobil uygulamasından ve insülinini buna göre yapabilmektedir. Elde edilen bu veriler günlük, haftalık ya da aylık periyotlarda saklanabilmektedir. İstenildiği takdirde bu veriler kişinin doktoruyla ya da eczacısıyla paylaşabilmektedir. Böylece hastalığın seyri de kolayca takip edilebilmektedir. Kişinin bu verileri ve başka hastalardan alınan veriler toplanarak kişinin hastalığında ilerleme ya da hastalığın durumunun stabilitesi için kullanılabilmektedir. Böylece yeni cihazların geliştirilmesi ya da ilaçların keşfinde bu veriler faydalı olacaktır [7, 8, 9].

KLİNİK ARAŞTIRMALARDA GİYİLEBİLİR TEKNOLOJİLERİN HEDEFİ VE AVANTAJLARI

Sağlık alanında giyilebilir teknoloji, sektörde ses getirmeyi ve hastaları ayrıntılı verilerle güçlendirmeyi hedeflemektedir. Giyilebilir cihazlarla, hastalar kendi sağlık verilerini toplama ve dijital formatta raporlama olanağına sahip olmakta ve bu da yüz yüze randevu ihtiyacını ortadan kaldırmaktadır. Sigortacılar ve sağlıkçılar hatta şirketler, daha kişiselleştirilmiş ve doğru sağlık planlarını bilgilendirmek için sağlık izleme cihazlarından toplanan verilere güvenerek giyilebilir teknoloji satın almaktadırlar. Giyilebilir teknolojinin sağladığı bilgiler, klinik araştırmalara önemli avantajlar sunmaktadır. İlk olarak; araştırmacılar, geleneksel yöntemlere kıyasla daha geniş ve sürekli bir veri paketine erişebilirler. Bu, hastaların günlük aktivitelerini, alışkanlıklarını ve sağlık durumlarını daha ayrıntılı bir şekilde anlama ve analiz etme imkânı sağlar. İkinci olarak; giyilebilir teknoloji, araştırmaların daha fazla katılımcıyla gerçekleştirilmesini kolaylaştırır. Çünkü bu teknoloji, kullanıcıların yaşamlarının doğal bir parçası haline gelebilir ve araştırma sürecini mümkün olduğunca rahat ve sorunsuz hale getirir.

GİYİLEBİLİR TEKNOLOJİLERİN KLİNİK ARAŞTIRMALARDAKİ VAATLERİ

Bu teknolojik gelişmelerin bütünü teletıp ve telefarmasi için bir temel sağlayabilir ve uzaktan klinik deneylere olanak tanıyarak, ulaşılması zor popülasyonlara ilaç geliştirmeyi getirebilir. Klinik ziyaretlerinin sayısı azaltılarak, pahalı tıbbi cihazların kullanımından kaçınılarak zaman ve maliyet azaltılabilir. Zaman, rahatlık ve maliyet tasarrufu, giyilebilir cihazların büyük potansiyel faydalarıdır. Giyilebilir teknolojiler tarafından sağlanan veriler, tedavi etkilerinin saptanmasını iyileştirme ve bu etkilerin altta yatan hastalık özellikleriyle nasıl ilişkili olduğunu göstererek tedavi-yanıt ilişkisine ilişkin anlayışımızı geliştirme ve kişiselleştirilmiş tıbbı geliştirme potansiyeline sahiptir.

Hastalığın erken evresinde fizyolojik ve patolojik değişikliklerin kapsamlı bir şekilde anlaşılması, zamanında teşhis ve müdahaleler için kritik öneme sahiptir. Giyilebilir cihazlar, yaşamsal belirtilerdeki değişiklikleri gerçek ve tam zamanlı olarak izleyerek çeşitli hastalıkların tanı ve tedavisinde büyük önem taşımaktadır.

Sağlık alanında bilim ve teknolojinin gelişmesi ve kişiselleştirilmiş sağlık uygulamalarının yaygınlaşması ile giyilebilir cihazların sağlık alanında büyük bir rol oynaması ve günlük hayatımıza daha iyi entegre olması kaçınılmazdır. Bu teknolojinin bize sundukları sağlığımızı korumak ve iyileştirmek noktasında büyük olanaklar sağlayacaktır.

KAYNAKÇA:

1. Bilgin, N. F. (2016). Giyilebilir teknolojiler tabanlı mobil hasta takip sistemi tasarımı ve gerçekleştirilmesi (Yüksek lisans tezi). T.C. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
2.  Lu, L., Zhang, J., Xie, Y., Gao, F., Xu, S., Wu, X., & Wu, X. (2020). Wearable Health Devices in Health Care: Narrative Systematic Review. Jmir Mhealth and Uhealth, 8(11), e18907.
3. De La Fuente Robles, Y. M., Ricoy-Cano, A. J., Albín-Rodríguez, A., Ruiz, J. L. L., & Espinilla, M. (2022). Past, Present and Future of Research on Wearable Technologies for Healthcare: A Bibliometric Analysis Using Scopus. Sensors, 22(22), 8599
4. Schroer, A. (2019). 12 Examples of Wearable Technology in Healthcare and Wearable Medical Devices. Built In. https://builtin.com/healthcare-technology/wearable-technology-in-healthcare
5. Haleem, A., Javaid, M., Singh, RP, Suman, R., & Rab, S. (2021). Tıp alanındaki        biyosensör uygulamaları: Kısa bir derleme. Uluslararası Sensörler , 2 , 100100.
6. Izmailova, E. S., Wagner, J. A., & Perakslis, E. D. (2018). Wearable devices in clinical trials: Hype and hypothesis. Clinical Pharmacology & Therapeutics, 104(1), 42–       52.
7. Kang H., Exworthy M. (2022) Wearing the future—Wearables to empower users to take greater    responsibility for their health and care: Scoping review. JMIR mHealth and uHealth 10(7), e35684
8. Kothare, P. A., Jadhav, P. R., Gupta, P., Harrelson, J. C., & Dickmann, L. (2018). Harnessing the potential of emerging digital health and biological sampling technologies for clinical drug development: Promise to reality. Clinical Pharmacology & Therapeutics, 104(6), 1125–1135.
9.  Büyükgöze, S. (2019). Sağlık 4.0’da giyilebilir teknolojilerden sensör yamalar üzerine bir inceleme.  Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (17), 1239-1247.