The ability to maintain an independent living at higher age is closely linked to the physical function of an individual. The evaluation of the upper limbs, including the muscular strength of the shoulder, elbow or wrist has received little attention, yet arms are used in most daily tasks. The upper extremity physical performancecan be measured in several ways but none of them has the recognition to be theprimary method. The aim of this experimental study is to test the new devicedeveloped by Erik Almgren and assess whether this can be a valid tool to reliablyassess abduction shoulder strength. Fourteen healthy young subjects participated in this study. After placing in the left wrist the new device, they performed three types of tests: Full Range of Motion, Static measurements and Dynamic measurements. Three trials were done in each test with a recovery of 30 seconds. The results of the study showed that the Static measurements were similar to the ones obtained in previous studies in the past for both angles and force. For the first time, the study includes dynamic measurements of the moment of the shoulderjoint. Peak dynamic moments were found to be on average 6.43 N·m ± 1.00 N·mfor the females and 7.90 N·m ±2.33 N·m. This value is 6% lower than the test population’s average maximum static moments- result which in accordance withthe inverse relationship between force and velocity. The feasibility of this new device to be used outside a biomechanics lab has been proved, however, further research needs to be done in order to validate angles and measurements of the subjects. / Förmågan att uppehålla ett självständigt levnadssätt vid en högre ålder är näralänkat till den fysiska funktionen hos en individ. Utvärderingen av de övre armarna, däribland muskelstyrkan hos axlarna, armbågarna eller handlederna,har fått lite uppmärksamhet, trots att armarna används i många dagliga aktiviteter. Den övre extremitetens fysiska prestanda kan mätas på flera sätt men inget av dem har erkänts som det primära verktyget för underlag att kunna återvända till normal fysisk aktivitet. Målet med den här experimentella studien är att testa det nya verktyget utvecklat av Erik Almgren och at tvärdera om det kan bli ett gällande verktyg för att tillförlitligt kunna bedöma rörlig axel styrka. Fjorton friska och unga testpersoner deltog i den här studien. Efter att ha satt fast det nya verktyget på den vänstra handleden utfördes tre olika test: Fullt rörelseområde, statiska mätningar och dynamiska mätningar. Tre försök gjordes av varje test med återhämtningspauser på 30 sekunder. Resultatet av studien visade att de Statiska mätningarna liknade de som erhållitsi föregående studier för både vinklar och kraft. För första gången inkluderade studien Dynamiska mätningar av moment i axelleden.  Största dynamiska momentet var i genomsnitt 6,43 N·m ± 1.00 N·m för kvinnorna och 7.90N·m ±2.33 N·m för männen.  Detta värde är 6% lägre än populationens genomsnittliga maximala resultat för statiskt moment vilket överensstämmer med det inverterade förhållandet mellan kraft och hastighet. Möjligheten att kunna använda detta nya verktyg utanför ett biomekanisk tlaboratorium har bevisats, men ytterligare forskning måste göras för att validera vinklar och mätningar av försökspersoner.

During interventional cardiology (IC), medical staff are exposed to scattered ionizing radiation from the patient, potentially leading to various radiation-induced health effects. Therefore, shielding devices are routinely used to reduce occupational exposure during IC procedures. This study explores how the positioning of shielding devices impacts radiation protection efficiency in clinical scenarios. The study aims to determine optimal setups and potential pitfalls that might significantly reduce the efficiency of the shielding devices. It also explores the relationship between DICOM-based production data, clinical observations, and phantom-based measurements to add knowledge to the research field of radiation protection in IC. Clinical DICOM-based production data from 4976 procedures were analyzed to identify C-arm projection angles used during different procedure types. This data and the results of an observational study were used to determine a scattered radiation measurement setup. A survey meter was used to measure air kerma at seven heights in the operator position while an anthropomorphic phantom was irradiated. The measurements were distributed over seven projections with 56 position combinations of the shielding devices. A total of 3171 measurements were performed. The measurements suggest significant variations in the operator dose depending on the projection and how the shielding devices are positioned. The most optimal combination of shielding devices was achieved when placing the table-mounted shield along the table, the ceiling-suspended shield caudal close to the phantom, and without the patient drape. Conversely, the least optimal combination was achieved when placing the table-mounted shield flared out, the ceiling-suspended shield cranial 10 cm above the phantom, and without the patient drape. The air kerma rate for these two shielding setups with the LAO25/CAUD30 projection was reduced from 0.19 μGy/s to 0.05 μGy/s at 110 cm from the floor. This height was shown to be the hardest to properly shield. Despite the implementation of the most optimal shielding combination, it is evident that certain heights present difficulties in effectively protecting the operator from scattered radiation.

Many people experience discomfort during movement when using a knee prosthesis. As a result, a study is being conducted to see if biomedical models can be used to produce an optimal prosthetic socket to reduce discomfort. This has previously been accomplished using pressure sensors embedded in the sleeve to measure leg pressure at various stages of the gait cycle. To gather more information, an EEG should be performed to find where discomfort occurs throughout a gait cycle. The purpose of the EEG is to perform measurements for a certain time during walking to then be able to analyze the signals that occur from the brain's motor cortex. The signal analysis is performed by applying the Fast Fourier transform to convert EEG data from the time domain to the frequency domain. By examining frequency differences, it is demonstrated that additional measurements with more individuals are required to ensure that the results reflect discomfort, and that the EEG is useful in the applied field of use. / Vid användning av knäproteser upplever ett stort antal personer obehag vid rörelse. På grund av detta utförs det en studie där man genom biomedicinska modeller kan producera den optimala proteshylsan för att minska obehag. Detta har tidigare gjorts med trycksensorer placerade i hylsan, för att kunna mäta tryck från benet vid olika faser av en gångcykel. EEG ska användas för att få mer information var det uppstår obehag under en gångcykel. Syftet med EEG är att genomföra mätningar under en viss tid vid gång, för att sedan kunna analysera signalerna från hjärnans motoriska cortex. Signalanalysen sker genom att transformera EEG-data från tidsdomänen till frekvensdomänen med hjälp av Snabb Fourier transform. Genom att undersöka frekvensskillnader påvisas att ytterligare mätningar med fler individer krävs för att säkerställa att resultaten återspeglar obehag och att EEG är användbart inom det tillämpade användningsområdet. / This work was supported by the research project SocketSense (https://www.socketsense.eu/), funded by the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 825429

The value proposition of Personalized Medicine is to deliver the “right drug, to the right patient, at the right time”. Companion diagnostics is the required tool for Personalized Medicine used to aid clinical decision making with the aim to identify patients who are most suitable for a given treatment approach and to avoid adverse effects. However, even 16 years after the first co-approval of a therapeutic drug and an associated diagnostic test (trastuzumab (Herceptin1) from Genentech and the HercepTest1 from Dako), the co-development and co-approval of drug-diagnostic pairs is a challenging task.This study has the aim to identify major challenges for diagnostics companies when developing and commercializing companion diagnostics. This is achieved by (1) a literature research and (2) an empirical case study in form of interviews with diagnostics companies. The collected data is analyzed and discussed with focus on current regulatory and reimbursement frameworks in the USA and European Union. The co-development strategies and business models of companion diagnostics developers are identified.The conclusion of this study is that the major hurdles for companion diagnostics development and commercialization are gaps in scientific evidence and lacking regulatory guidelines for co-development and clinical biomarker studies. Companion diagnostics commercialization is further challenged by poor reimbursement levels. The main strategy of diagnostics companies to address these challenges is the demonstration of a beneficial outcome for patients in form of clinical studies. Small companies with limited resources for clinical research receive funding from academic research grants, patient support groups, pharmaceutical industry, and governmental Innovation agencies.Finally the formation of a new “pharma-diagnostics” sectoral innovation system as a result of the emerging paradigm of stratified medicine has been proposed.

Detta kandidatexamensarbete som utförts på uppdrag av ST-läkare i urologi Per Nordlund hade målet att bygga en urinflödesmätare. Eftersökta mätvärden att registrera var tidpunkt för miktionstillfället, mängden urin per tidsenhet (ml/s), flödesmönster, total mikterad volym (ml) samt miktionstid (sek). Urinflödesmätaren syftar till att förbättra initial bedömning samt uppföljning av personer med vattenkastningssvårigheter, en vanlig orsak till sjukvårdskontakt hos svenska män. För utvärdering av patienters vattenkastning ombeds patienten idag själv registrera och mäta urinvolym, en metod som ofta innebär besvär för patienten och kan innehålla inkomplett och felaktig data. Vid urologmottagningar ges möjligheten att elektroniskt mäta urinflöde och volym. Då en stor variation över dygn och miktionstillfälle föreligger kan en felaktig bild över symtom presenteras. Detta har gett upphov till idén att skapa en urinflödesmätare vars uppgift är att automatisera mätningsprocessen i hemmet.  Arbetet utfördes genom att programmera en Arduino mikrokontroller samt användning av en flödessensor. Flödessensorns konstruktion bestod av en magnet, halleffektsensor samt en turbin. Halleffektsensorns uppgift var att mäta det elektriska fältet som uppstår då magneten som sitter på flödessensorns turbin roterar. Genom att utnyttja turbinrotationen kan bland annat volym beräknas. Arbetet har även inneburit användning av Python med syftet att spara det mätvärde från mikrokontrollern i en CSV fil som kan öppnas av en vårdgivare med applikationer som Excel. / This bachelor's degree project which was carried out on behalf of Per Nordlund, urology resident, had the goal of building a urine flow meter. The sought-after values to register each time of the micturition; the amount of urine per unit time (ml/ s), flow pattern, total micturized volume (ml) and micturition time (sec). The urine flow meter aims to improve initial assessment and follow-up of people with urination difficulties, a common cause of medical contact in Swedish men. Today, when evaluating patients urination, the patient is asked to register and measure urine volume themselves, a method that often causes problems for the patient and may contain incomplete and incorrect data. At urology clinics, individuals are given the opportunity to electronically measure urine flow and volume. When there is a large variation over day and occasion of micturition, an incorrect picture of symptoms can be presented. This has given rise to the idea of creating a urine flow meter whose task is to automate the measurement process in the home.  The work was performed by programming an Arduino microcontroller and using a flow sensor. The design of the flow sensor consisted of a magnet, a hall-effect sensor and a turbine. The task of the hall-effect sensor was to measure the electric field that arises when the magnet attached on the flow sensor's turbine rotates. By utilizing the turbine rotation, volume can be calculated. The work has also involved the use of Python with the aim of saving the output values from the microcontroller in a CSV file that can be opened by a healthcare provider with applications such as Excel.

Background: Joint injuries are a complex matter. Due to the low blood flow to the tendons and ligaments, they take months or even years to heal; some fail to heal. This can be devastating for the elite athlete as well as for the labour worker or everyday person. Today, the devices that can detect an upcoming inflammation or injury, cost 15 000 US dollars and more. A cheaper technology would increase the access. This project is investigating the possibility to detect an upcoming inflammation through measuring the local skin temperature. Method: A model of an arm was built in Comsol Multiphysics, where a tennis elbow (lateral epicondylitis) was simulated through local temperature increase. Clinical tests were pursued on two healthy subjects, in order to gain knowledge on how the skin temperature behaves on healthy subjects. Results: At an internal temperature increase in the LE of 0.25 K, a temperature difference on the skin of 0.18 K was detected in the model. The clinical tests on healthy subjects indicated a correlation between the temperatures on and around the elbow joint. Discussion: The model results does not include any error sources, such as deviation in room temperature and factors affecting the subject´s body temperature, such as time of day, eating and exercising routines. The clinical tests show a pattern of the temperature distribution on and around the elbow joint, in healthy subjects. The fact that a pattern is present, is a presumption enabling to find deviations, caused by upcoming inflammation. Conclusion: The model is indicating that a local temperature increase in the LE is detectable at the skin surface. The clinical test indicates that the noise in the temperature data of a healthy person, is small enough to enable to detect a local temperature deviation. At a local skin temperature increase of more than 0.5 K, the results are indicating that the deviation is detectable. Analysing the model data, 0.5 K in skin temperature increase would mean a local temperature increase at the LE of approximately 0.7 K. This is before the stage of inflammation according to literature, which occurs at an increase of 1.5 to 2.2 K. Further studies would be interesting to make, in purpose of developing an affordable device that can detect if an inflammation is about to occur, and thereby enable the subject to stop the course. A prototype should be developed in order to make tests on more subjects. The equine industry is also a target group – the prototype may therefore be developed to fit both humans and horses. / Bakgrund: Ledskador är komplicerade. På grund av det låga blodflödet till senor och ligament, tar de månader eller år att läka; visa skador läker aldrig helt. Det här kan vara förödande för såväl elitatleter som arbetande och gemene man. Tekniker idag som kan detektera uppkommande inflammation eller skada, kostar 15 000 US dollar och mer. En billigare teknik skulle ha en större tillgänglighet. Det här projektet undersöker möjligheten att detektera en uppkommande inflammation genom att mäta den lokala skintemperaturen. Metod: En modell av en arm byggdes i Comsol Multiphysics, där en tennisarmbåge (lateral epikondylit) simulerades genom en lokal temperaturökning. Kliniska tester utfördes på två friska subjekt, för att skapa en bil av hur skintemperaturen varierar på friska personer. Resultat: Vid en inner temperaturökning om 0,25 K i LE, uppmättes en temperaturökning på huden om 0,18 K i modellen. De kliniska testerna på friska subjekt indikerade att en korrelation finns mellan temperaturerna på och runt armbågsleden. Diskussion: Resultat från modellen saknar felkällor, som exempelvis variation av rumstemperatur och andra faktorer som påverkar subjektets kroppstemperatur, som tid på dagen, mat- och träningsrutiner.De kliniska testerna uppvisar ett mönster av temperaturdistributionen hos friska subjekt på och runt armbågsleden. Att ett mönster finns, banar väg för att hitta avvikelser, som orsakas av uppkommande inflammation. Slutsats: Modellen indikerar att en lokal temperaturökning i LE är mätbar på huden. Det kliniska testet indikerar att bruset i temperaturdistributionen hos ett friskt subjekt, är litet nog för att möjliggöra detektion av en lokal temperaturavvikelse. Vid en lokal ökning av hudtemperatur med mer än 0,5 K, indikerar resultaten att avvikelsen är detekterbar. Vid analys av modellresultaten, innebär 0,5 K hudtemperatursökning en temperaturökningi LE om ungefär 0,7 K. Det är innan inflammation har brutit ut, som sker vid en ökning om 1,5 till 2,2 K. Vidare studier är intresssant att göra, i ändamål att utveckla en prisvärd produkt som kan detektera om en inflammation är på väg, och därigenom göra det möjligt för subjektet att stoppa förloppet. En prototyp behöver utvecklas för att kunna utföra tester på fler subjekt. Utöver människor, är hästindustrin en målgrupp – prototypen bör därför utvecklas för att passa båda grupperna.

Neurofeedback is a type of biofeedback in which subjects learn to use the activity of their own electrical brain waves to respond to a visual or auditory feedback from the activity of the brain. This is done by connecting electrodes to the body to get the brain's electrical activity in the form of encephalogram signals (EEG) which are then calculated and converted into useful feedback.The purpose of this work was to evaluate a neurofeedback platform via an OpenBCI open-source EEG technology that could lead to more accessible neurofeedback for society.This study was conducted with different methods where the focus was on testing and data analysis. The study has included a summary of theory used in neurofeedback, a comprehensive pilot study on an 8-channel open-source EEG neurofeedback platform and some of the ethical aspects behind the technology used and neurofeedback in Sweden. During the work, two different experts were interviewed: Gunilla Radu, founder and owner of Nordic Center of Neurofeedback AB and Jan Rutkowski, who is an engineer in medical engineering at the Uppsala Hospital.The tests with 8-channel EEG with an OpenBCI hardware and software show results from three subjects. The answers from a follow-up survey that subjects were allowed to answer are presented in the report. This was used as an evaluation of the tests performed. The aim of the tests was to give Biohackeri an opportunity to see the potential for a neurofeedback platform and to create a basis for further development of such a platform. The result indicates that a measurement of the brain activity at rest with the technology from OpenBCI shows a higher concentration level in the human body with open eyes compared to closed eyes. In addition, a higher level of relaxation is noticed when resting with eyes closed compared to eyes open. Answers from the survey show that what is important to the test subjects is, among other things, the convenience while testing the technology. In terms of requirements and rules that Neurofeedback therapists must meet, it turned out that in Sweden therapists do not need to have a specific background or education. There are ethical perspectives that Neurofeedback therapists may consider in implementing Neurofeedback Therapy.The conclusion of this project is that the tested 8-channel EEG equipment gives a result that agrees with the presented theory. Thus, a Neurofeedback platform could be built on the commercially available open-source technology, such as the technology from OpenBCI. / Neurofeedback är en typ av biofeedback som försökspersoner lär sig att använda sin egen elektriska hjärnvågors aktivitet för att svara på en visuell eller auditiv återkoppling från hjärnans aktivitet. Det görs huvudsakligen genom att ansluta elektroder till huvudet för att få hjärnans elektriska aktivitet i form av encefalogramsignaler (EEG) som sedan beräknas och omvandlas till användbar återkoppling.Syftet med detta arbete var att utvärdera en Neurofeedback-plattform via en OpenBCI open-source EEG-teknologi som skulle kunna leda till mer tillgänglig Neurofeedback för samhället.Denna studie genomfördes med olika metoder där huvudfokus låg på testning och dataanalys. Studien har innefattat en sammanfattning av teori som används inom Neurofeedback, en pilotstudie på en 8-kanals open-source EEG-Neurofeedback plattform och en del av de etiska aspekterna bakom den använda tekniken och Neurofeedback i Sverige. Under arbetets gång intervjuades två olika experter, Gunilla Radu, grundare och ägare av Nordic Center of Neurofeedback AB och Jan Rutkowski som är medicinteknisk ingenjör på Akademiska sjukhuset.Från testerna med 8-kanal EEG med en OpenBCI hårdvara och mjukvara visas resultat från tre försökspersoner. Svaren från en efterundersökningsenkät som försökspersoner fick svara på presenteras i rapporten. Detta användes som en utvärdering på de utförda testerna. Målet med testerna var att ge Biohackeri en möjlighet att se potentialen för en Neurofeedback-plattform samt att skapa en grund för vidareutveckling av en sådan plattform. Resultatet indikerar att en mätning på hjärnaktiviteten vid vilotillstånd med tekniken från OpenBCI kan det märkas högre koncentrationsnivån i människokroppen med öppna ögon jämfört med stängda ögon. Dessutom märks det en högre avslappningsnivå vid vilotillstånd med stängda ögon jämfört med öppna ögon. Svar från enkäten visar att det som är viktigt för testpersonerna är bland annat bekvämligheten under provning av tekniken. När det gäller krav och regler som Neurofeedback-terapeuter ska uppfylla visade det sig att i Sverige behöver terapeuter inte ha en specifik bakgrund eller utbildning. Det finns etiska perspektiv som Neurofeedback-terapeuter kan överväga att implementera vid Neurofeedbackterapi.Slutsatsen av detta projekt blir att den testade 8-kanal EEG utrustningen ger ett resultat som stämmer överens med den presenterade teorin. Därmed skulle en Neurofeedback-plattform kunna byggas på den kommersiellt tillgängliga open-source tekniken såsom tekniken från OpenBCI.

This study investigates the potential of Spatial Frequency Domain Imaging (SFDI) as a non-invasive imaging technique for tissue analysis in the context of Mohs surgery, a standard procedure for skin cancer removal with margin control. The current practice of performing multiple histopathologic sections during the procedure is time-consuming and labor-intensive. SFDI, utilizing optical measurements, offers quantitative imaging of biological tissues, enabling the assessment of their function and structure. This makes it particularly suitable for imaging sensitive tissues like the skin and the eye. By accurately measuring the optical properties of tissues, a deeper understanding of their characteristics and the interaction of light with tissue can be achieved. In this study, a novel transillumination SFDI system was designed and utilized to obtain spectral data from examined 2 mm thick tissue-simulating phantoms. The results demonstrated the potential of the transmission-based SFDI as a valuable tool in tissue analysis,providing rapid and accurate information about tissue properties. The implementation of transmission-based SFDI system holds promise for enhancing tissue-conserving surgeries. By enabling direct analysis of tissue properties at the point of care, this system could eliminate the need for histopathologic processing. Consequently, it can provide rapid and accurate information about tissue characteristics without the need for histopathologic processing, allowing for more precise and efficient surgical procedures and better patient outcomes

When performing sepsis diagnosis, the most important preanalytical variable is blood volume. Too little blood increases the risk for false negatives whereas overfilling causes increased risk for false positives. Even though this fact is known, there are case studies showing that in a majority of tests, the taken blood sample volume is not the recommended amount. As previously tried methods have been limited in their ability to tackle the problem this study aimed at creating a technical device to aid healthcare providers with blood volume sample collection. As a base, the double diamond approach by the Design Council was used. This design approach splits up the design process in four distinctly different phases (discover, define, develop, and deliver) all using their own methods to aid the creative process. After completing the discover and define phase it was determined that a non-contact capacitance liquid level sensor could operate as an ideal blood volume sample device. During the development and delivery phase prototypes were created and evaluated. The final results of this work could not give conclusive evidence concerning if a non-contact liquid level sensor could operate as an ideal blood volume collection device. The methodological approach used in this thesis can be used as inspiration for a designer to create a device for a similar or different purpose. Moreover, information from this thesis can also work as reference material to develop a device to perform ideal blood volume sample collection. Such a device would have the potential to be an essential part of the everyday workflow in sample collection from patients with sepsis worldwide and would aid in ensures effective and fast diagnostics.

Lactate is an important biomarker in sports and the lactate threshold concept is one of the best indicators of endurance performance in an athlete. However, to quantify the lactate threshold, an invasive method to take a blood sample must be used. Limitations for this method include stopping the active exercise for blood sampling and no real-time feedback. Instead, a novel non-invasive wearable biosensor can be used to measure the lactate concentration in sweat. The sensor generates an electrical current depending on the lactate concentration in the sweat, and therefore must an electronic device called a potentiostat be used to condition the current. However, available potentiostats are not suitable for use in sports where form factor, battery life and wireless connectivity is important. This thesis aims to solve this by developing a wearable device and software which can be used to measure the lactate concentration in sweat in real-time during exercise. The development process consisted of the determination of specifications, prototype development and thorough laboratory and on-body testing. Finally, a novel wearable device and software capable of real-time lactate measurements in sweat during exercise were presented. The device, called LactateStat, was 58mm ∗ 55mm ∗ 13mm, the current consumption was only 7.8mA, the current measurement resolution was 0.5 nA, the limit of detection was 0.45 nA and the current measurement range was around 750 μA. LactateStat is one of the first of its kind and provides a base for future development as the hardware, firmware and software resources are provided as open-source. / Laktat är en viktig biomarkör inom idrott och konceptet laktattröskel är en av de bästa indikatorerna för uthållighet hos en idrottsutövare. Men för att mäta laktattröskeln krävs en invasiv metod som går ut på att man tar ett blodprov. Begränsningarna med denna metod är bland annat att idrottsutövningen måste stoppas för att ta ett blodprov och att man inte får realtidsåterkoppling. I stället kan en liten och icke-invasiv bärbar biosensor användas för att mäta laktatkoncentrationen i svett. Sensorn genererar en elektrisk ström beroende på laktatkoncentrationen i svetten och en enhet som kallas potentiostat måste därför användas för att mäta denna ström. Tillgängliga potentiostater är dock inte lämpliga för användning inom sport där formfaktor, batteritid och trådlös kommunikation är viktigt. Denna avhandling har som syfte att lösa detta genom att utveckla en bärbar enhet och mjukvara som kan användas för att mäta laktatkoncentrationen i svett i realtid under träning. Utvecklingsprocessen bestod av bestämning av specifikationer, framtagning av en prototyp och noggrann laboratorie- och kroppstestning. Som resultat presenterades en banbrytande bärbar enhet och mjukvara som kan mäta laktat i realtid i svett under träning. Enheten, som kallades LactateStat, var 58mm * 55mm * 13mm, den aktiva strömförbrukningen var 7.8mA, den bästa mätupplösningen för ström var 0.5 nA, detektionsgränsen var 0.45 nA och det maximala mätområdet för ström var ca. 750 μA. LactateStat är en av de första i sitt slag och ger en bas för framtida utvecklingsarbete eftersom hårdvaru-, programvaru- och mjukvaruresurserna tillhandahålls som öppen källkod.