<p>QC 20111024</p>

Telemonitorering är teknik för att medicinskt övervaka individer på distans. Tekniken har, trots att den är ny och outforskad, stora förväntningar på sig att vara en del av lösningen på vårdens framtida utmaningar. Syftet med den här rapporten är att presentera en översiktlig analys av telemonitorering som den används i vården idag. Dessutom att diskutera vilka vårdprocesser den bäst ska tillämpas i för att framöver leda till så stor patientnytta som möjligt.   Området är svåröverblickbart av flera anledningar. Bland annat på grund av brist på en gemensam terminologi som används konsekvent och att den empiri som hittills genererats för att undersöka nyttan har gett spridda resultat. Mot den bakgrunden valdes en kvalitativ metod som har bestått i att genomföra litteraturstudier, omvärldsbevakning, intervjuer samt en avgränsad fördjupning i hur tekniken skulle kunna användas hos en vårdaktör (Health Navigator AB). Analysen av det insamlade materialet har resulterat i insikten att det största potentiella resultatet av tekniken följer av att den kan leda till ökat vårddeltagande. Därför har benämningen ”självmonitorering” valts.   Rapportens resultat är en nulägesbeskrivning som omfattar områdets största intressenter, tongivande studier, projekt samt identifierade möjligheter och utmaningar. Slutsatsen är att det både finns ett behov av, och vinster med, självmonitorering – förutsatt att den utformas efter ett antal framgångsfaktorer som presenteras i rapporten.

The main aim of this project was to develop a model for predicting skull fractures of a 50th percentile male, using a finite element head model developed at the Neuronics department of KTH, Royal Instituteof Technology. The skull bone is modeled as a three layered bone, where the outer and inner tables are modeled as shell elements, while the diploë is modeled by two layers of solid elements. The material model of the tables was changed from the material model MAT_PLASTIC_KINEMATIC to a material model including a damage parameter to soften the damaged material and to enable ploting of the damage of the skull bone. Due to the coarse mesh of the FE head model the material model was not allowed to include any erosion, deleting element as they reach their ultimate strain. With these requests, two materials from the LS-DYNA material library seemed appropriate: material 81,MAT_PLASTICITY_WITH_DAMAGE and material 105, MAT_DAMAGE_2. To evaluate these materials and adjust the input parameters a dog bone FE model was developed and tension tests were simulated with this model, equivalent to tension tests performed on equally shaped skull bone specimens. The material simulating a behavior most similar to the behavior from the tension tests turned out to be material 81. This material model was then implemented in the full FE head model for further input parameter adjustment and validation. Four different cadaver experiments were simulated, with different impacting objects: sphere, box, cylinder and flat cylinder surface, and impacted areas of the head: vertex, temporo-parietal and frontal. The forces obtained in the simulations were compared to the forces of the cadaver experiments. The fracture prediction was based on the damage parameter, which could be plotted to visualize the areas where the ultimate strain was exceeded and thereby the area most likely to be fractured. This parameter was then compared to the documented fractures from the cadaver experiments. The result showed that using material 81 with the input parameter EPPFR=0.05 gave the overall most accurate forces and fracture predictions. The breaking stress, σB, did not affect the fractures significantly but a reduced σB resulted in reduction of the peak forces. The thickness of the diploë did not have any significant impact on the fracture occurrence, but a thinner diploë had a reducing impact on the peak forces as well.

I det här projektet har en databas byggts till ett nationellt forskningsprojekt angående nedärvda mutationer i genen TP53. Forskningsprojektets syfte är att få en större förståelse för mutationer i TP53 och dess effekt på den ökade förekomster av cancersjukdomar hos personer med den här mutationen. Eftersom det inom forskningsprojektet kommer samlas ihop mycket information som behöver lagras på ett överskådligt sätt finns ett behov av en användarvänlig databas som uppfyller deras krav. Målet med det här projektet var att bygga en databas i programmet Microsoft Access för att användas i det här forskningsprojektet. Databasen skulle kunna lagra, filtrera och sortera stora mängder information. Uppdragsgivarna önskade att databasen skulle vara ''lättanvänd och överskådlig'', samt att det skulle vara ''svårt att göra fel''. Efter många möten med uppdragsgivarna där databasen har demonstrerats och förklarats har ändringar och uppdateringar gjorts löpande för att nå upp till uppdragsgivarnas önskemål och krav. En färdig databas fanns tillgänglig till uppdragsgivarna när projektet var färdigt och vi anser att målen är uppfyllda, även om det finns säkerhets- och sekretessaspekter för uppdragsgivarna att arbeta vidare med innan databasen kan implementeras fullt ut i forskningsprojektet. / In this project, a data base have been built for a national research project regarding effects of heritage germline mutations in the gene TP53. The aim of the study is to get a greater understanding about the mutations in TP53 and its effects on the increased presence of tumours and cancer diseases in people with this kind of mutation. Since a lot of data is being collected there is a need for a simple and user friendly data base to store all the information. The aim of this project was to create a data base in Microsoft Access that can be used in the research project for storing data and also to simplify analyses of the results. The employer of this project wanted a ''simple-to-use and easily managed'' data base, and that it should be ''hard to make a mistake''. Muliple demonstration and explanatory meetings were held to update the employer regularly and to get important feedback about changes and other requests. A ready-to-use data base was handed to the employer at the end of the project and we consider that the demands where met, even though there is still a safety and secrecy issue that the employer needs to take care of before the data base can be fully operational.

Hjärnskador är vanligt förekommande inom ishockey och för att kunna utveckla bättre skyddsutrustning krävs information om kroppens rörelse. Med hjälp av motion tracking kan man få fram rörelsers och kollisioners hastigheter. Automatiserad motion tracking skulle kunna utesluta felkällor till följd av användare etc.             Två olika Matlabprogram för motion tracking rekonstruerades för att undersöka möjligheten att i framtiden automatisera tekniken. Leonid Sigal, forskare vid Disney research Pittsburgh, har utvecklat ett program som gick att rekonstruera och använda på utvalda videosekvenser. För att uppnå korrekt motion tracking måste initialiseringen för varje videosekvens beräknas. / Brain injuries are common in ice hockey and knowledge about the body and its movement is necessary to develop safety equipment to prevent such injuries. The velocity of the movement in collisions can be detected with motion tracking. Automatic motion tracking can reduce the impact of error sources such as those caused by the user. Two different Matlab programs were reconstructed to analyse the possibilities to develop an automatic technique for motion tracking. Leonid Sigal, scientist at Disney research Pittsburgh, has developed one of the programs for motion tracking. It was possible to reconstruct his program and use it for selected video sequences. Initial values for each video sequence had to be calculated to achieve accurate motion tracking.

Early detection and treatment of breast cancer mostly decides a diagonsis’ outcome. Mammography is not always able to classify tumours and sometimes is a complementary examination with a handheld ultrasound necessary. Handheld ultrasound may be time consuming and needs a specialist as operator. Recently, an ultrasound transducer that automatically scans the breast has been developed to overcome the problems with handheld transducers. The aim of this study was to evaluate the new transducer in a clinical view and three research questions were set up - Which of the modalities mammography, handheld ultrasound (HHUS), automated whole breast ultrasound (AWBUS) and elastography (UE) contributes to best made diagnoses of breast cancer in dense breasts? - Are there any time related differences in using an AWBUS transducer compared to a HHUS transducer when searching for breast cancer? - What are users’ opinions to AWBUS transducers? A literature study compared four different modalities used for diagnosing breast cancer. Measurements of examination times and interviews were held at Västerviks sjukhus (Västervik) and Södersjukhuset (Stockholm). Sahlgrenska Universitetssjukhus (Gothenburg) participated in phone interviews. Previous studies showed that AWBUS found more lesions and UE was more specific in the diagnoses. Requirement of specialists’ time can according to this study be decreased by using AWBUS, but more nurse time was needed. The main advantage with the AWBUS is that specialists do not have to reserve their time for patients. / Tidig upptäckt och behandling är vanligtvis avgörande för utgången av en bröstcancerdiagnos. Mammografi har inte alltid möjligheten att klassificera tumörer och måste ibland kompletteras av en undersökning med handhåller ultraljud. Handhållet ultraljud kan vara tidskrävande och kräver en specialist som undersökare. Nyligen har en ultraljudstransducer som automatiskt skannar brösten utvecklats för att komma förbi problemen med handhållna transducers. Syftet med den här studien var att utvärdera den nya transducern i ett kliniskt perspektiv och tre forskningsfrågor sattes upp - Vilken av modaliteterna mammografi, handhållet ultraljud (HHUS), automatiserat helbröst ultraljud (AWBUS) och elastografi (UE) medför bäst bröstcancerdiagnoser på täta bröst? - Finns det några tidsmässiga skillnader mellan att använda en AWBUS-transducer och en HHUS-transducer när man letar efter bröstcancer? - Vilka är användarnas åsikter om AWBUS-transducers? En literaturstudie jämförde fyra olika tekniker vilka används för att diagnostisera bröstcancer. Undersökningstider mättes och intervjuer hölls på Västerviks sjukhus (Västervik) samt Södersjukhuset (Stockholm). Sahlgrenska Universitetssjukhus (Göteborg) deltog i telefonintervjuer. Tidigare studier visade att AWBUS hittade fler tumörer och att UE var mer specifik i diagnostiseringen. Specialisters tid kan enligt den här studien sparas genom att använda ABWUS, men mer skötersketid krävdes. Den största fördelen med AWBUS är att specialister inte behöver reservera sin tid för patienter.

In the NRC (National Respiratory Centre) department at Danderyds Hospital different standard tracheostomy tubes are customized in order to create a more appropriate fit for the individual patient. This master thesis aims to design a theoretical model and build a first prototype of a tracheostomy tube test device that can be used to analyse and compare the physiological performance of different for tracheostomy tubes.   The theoretical model of the device consisted of an artificial lung, artificial trachea and a ventilator, pressure and flow sensors and a data acquisition device. The first prototype was built using equipment available at the NRC department and three experimental set-ups were assembled: one simulating normal breathing and two set-ups simulating coughing. Two artificial tracheas, a small and a large one together with different tracheostomy tubes were used to evaluate the first prototype.   Results showed that the first prototype could be used to compare cuffed fenestrated and non-fenestrated tracheostomy tubes. However, the first prototype was less effective when comparing uncuffed fenestrated and non-fenestrated tracheostomy tubes, which is due to the lack of airway resistance in uncuffed tubes. Results strongly motivate a further development of the device with equipment described in the theoretical model and the future studies should be focused on improving the device.

Trådlösa mikrofonsystem inrättas i skolor för att förbättra ljudkvaliteten för elever med hörselnedsättning. Karolinska Universitetssjukhuset har ansvar över vilka hjälpmedel som ska användas och köper in system från flera olika leverantörer. Uppdragsgivarna på Karolinska önskar att på egen hand kunna kontrollera att specifikationerna till systemen stämmer. Önskemålen är att kunna: 1. skapa underlag för att ifrågasätta leverantörers specifikationer, 2. skapa underlag för att förbättra kommunikationen med leverantörerna, 3. undersöka och jämföra olika mikrofonsystem för framtida upphandlingar och 4. upptäcka enskilda produktionsfel. Målet med det här projektet är att utifrån en budget med 6000 SEK som tak, ta fram en kontrollutrustning och en mätmetod så att önskemål 1-4 uppfylls. För att förverkliga önskemålen genomfördes ett flertal intervjuer med experter inom ljud- och mikrofonsystem. Utifrån dessa köptes slutligen mätinstrumentet CLIO Pocket in och en mätmetod där instrumentet används utvecklades. I mätmetoden beskrivs hur man med hjälp av CLIO Pocket kan kontrollera systemens bandbredd, brus, dynamiska område, och totala harmoniska distorsion. Önskemål 2, 3 och 4 har uppfyllts men inte önskemål 1. Orsaken till detta är otillräcklig finansiering och därmed brister i mätutrustning. / Wireless microphone systems are set up in schools to improve the sound quality for students with hearing difficulties. Karolinska Universitetssjukhuset is responsible for which resources to use and they purchase systems from different providers. The clients at Karolinska want the ability to check that the specifications of the systems are correct. Aims and objectives of the controls are to: 1. create a basis for questioning the providers’ specifications, 2. create a basis for improving communication with providers, 3. examining and comparing different microphone system for future investments and 4. detect individual defects. The object of this project is to find a suitable measurement equipment and to develop a measurement method to fulfill the aims 1-4. In order to satisfy these aims, a number of interviews with experts in audio and microphone systems has been done. Based on the interviews CLIO Pocket was purchased and a measurement method has been developed. The measurment method describes how to use CLIO Pocket in order to check the systems’ bandwidth, noise, dynamic range, and total harmonic distorsion. Aims 2, 3 and 4 have been fulfilled, however Aim 1 was not fulfilled due to inadequate funding which lead to deficiencies in equipment.

Syftet med projekt var att bidra till utvecklingen av smarta kläder. Två smarta tröjor jämfördes mot varandra. Den ena tröjan (Hexoskin-tröjan) var utvecklad av företaget Hexoskin och den andra tröjan (X-shirt) genom ett samarbete mellan KTH och Högskolan i Borås. Signalerna från de smarta tröjorna validerades mot etablerade mätmetoder insamlad med EKG och spirometer utvecklade av företaget ADInstruments. Korrelationen visade sig vara god för både X-shirt och Hexoskin-tröjan. En testperson vid god hälsa utförde sex simulerade arbetsmoment från olika yrkeskategorier. Detta för att testa ett koncept som skulle kunna användas till att utvärdera risker i arbetslivet. En mjukvara utvecklades för att analysera och visualisera resultaten baserat på aktuell puls och andningsfrekvens för de olika arbetsmomenten. Resultatet visade att EKG-signalerna för båda smarta tröjorna var robusta mot rörelser. Andningssignalerna stördes dock vid rörelser. Dessutom berodde signalkvaliteten på textil-elektrodernas fuktighet. Båda smarta tröjorna behöver fuktas innan användning. Dock sker avdunstningen i lägre takt hos X-shirt vilket gör den mer lämplig för mätningar under lång tid vid låg fysisk aktivitet. Hexoskin var mer robust än X-shirt då X-shirts elektroder ibland tappade sin hudkontakt. Ett sätt att utveckla X-shirt är att göra den mer flexibel för olika rörelser med hjälp av till exempel elastiska axelband och ett mer åtsittande bröstband för att elektroderna skall få bättre kontakt med huden. / The aim of this project was to contribute to the development of wearable technology. Two smart shirts were compared against each other. One of the shirts (Hexoskin-shirt) was developed by a company called Hexoskin. The other shirt (X-shirt) was developed by a collaboration by KTH and University of Borås. The smart shirts were first validated against established measurement procedures that were acquired with an ECG and a spirometer developed by the company ADInstruments. The pulse and breathing rate from both shirts correlated well with the "gold standard". A test person in apparent good health performed six simulated working tasks from different work categories. This was done to test a concept that could be used to evaluate risks in working life. Also, software was developed to analyze and visualize the workload based on heart rate and respiration rate. The results showed that the ECG-signals from both shirts were robust against movement artifacts. On the other hand, the respiration signals were affected by movement artifacts. The quality of the signal depended on the wetness of the textile electrodes. Both smart shirts' electrodes needed to be wet before usage. Evaporation from the electrodes was limited for X-shirt due to a waterproof layer; therefore, X-shirt would be preferable for ergonomic evaluation that takes place during a long time with low physical activity. Hexoskin-shirt proved to be more robust than X-shirt, as X-shirt’s electrodes lost good skin-contact at times. In order to make X-shirt even more suitable for measuring ergonomic parameters its chest strap could be made tighter and shoulder straps could be made more elastic. This could give the electrodes better contact with the body.

Shear Wave Elastography (SWE) is a medical imaging modality which is able to measure tissue stiffness through the speed of ultrasound-induced shear waves. Pre- vious studies have reviewed the safety aspects of clinical ultrasound, highlighting the harmlessness of the technique. However, in arterial SWE the same type of investiga- tion has not been performed for all applications. The present work aimed to develop an experimental setup for the assessment of acoustic output, which is the pressure field generated by an ultrasound transducer. A second aim was to investigate the safety aspects of SWE with particular attention to arterial applications. In a first step, FOCUS platform was used to simulate and visualize the pressure and intensity distribution around the focal point in three dimensions. Two studies were performed at different focal depths: 15, 20, 25, 30, and 35 mm. In the first study the number of activated elements was kept constant and equal to 64. In the second study the f-number was constant at approximately 1.3. Push widths in three dimensions were compared at different depths, the push dimension did not change in a pronounced way when the f-number was kept constant, but it did when the number of elements was constant. An experimental setup was then developed, made of the programmable ultra- sound system Verasonics with a linear array transducer L7-4 to generate shear waves and a membrane-type hydrophone to analyze the distribution of peak positive pres- sure, peak negative pressure, mechanical index (MI), and spatial peak-time average intensity (ISP T A) at focal depth equal to 35 mm and voltage set at 90 V. The push di- mensions resulting from the hydrophone were compared to FOCUS results, showing similar values especially in x and y direction. To conclude, given MI and ISPTA below the safety thresholds of FDA regula- tions, the present work represents an additional step toward in vivo assessment of arterial stiffness by Shear Wave Elastography.