Een smart device ontwikkelen om de hormonale balans te bewaken na een hersentumor

- EN- NL
Medische smart device van Corsano. Foto: Corsano
Medische smart device van Corsano. Foto: Corsano
TU/e-onderzoekers doen onderzoek naar een smart device om kinderen en jongeren te helpen de impulsen te reguleren om te eten, drinken, slapen of actief te zijn na een hersentumor. Dit onderzoek doen zij samen met het Prinses MŠxima Centrum, het bedrijf Corsano, en met financiering van KWF Kankerbestrijding.

Als een kind of tiener een tumor in de hypothalamus krijgt, zijn de overlevingskansen dankzij de moderne behandelingen uitstekend. Daarna moeten ze wel leren leven met een defecte hypothalamus. Dat deel van de hersenen produceert hormonen om de lichaamstemperatuur, honger en stemming te regelen. Omdat er geen genezing mogelijk is, moeten deze ex-kankerpatiŽnten leren leven met de aandoening en leren om hun impulsen zelf onder controle te houden. Voor jonge patiŽnten en hun gezin kan dit een grote uitdaging zijn. Om het voor hen gemakkelijker te maken, ontwikkelen TU/e-onderzoekers een smart device om hun lichaam te monitoren en hun levenskwaliteit te verbeteren.

Kinderen en jongvolwassenen met een hersentumor in de hypothalamus hebben een uitstekende kans om de ziekte te overleven. Na de juiste behandeling houden ze echter een slecht functionerende hypothalamus over.

De hypothalamus regelt veel lichaamsfuncties zoals ons dag-nachtritme, lichaamstemperatuur en wateren vetbalans door belangrijke hormonen te produceren. Het ontbreken van een goede verbinding tussen de hypothalamus en andere hersengebieden kan ook ons gedrag en emotionele evenwicht beÔnvloeden. Op dit moment is er nog geen behandeling bekend.

Leven met een defecte hypothalamus

Tegenwoordig kunnen volwassenen met deze aandoening gebruik maken van leefstijladviezen, apps en andere zelfregulatietechnieken. Jongvolwassenen en kinderen hebben echter een ’24/7-buddy’ nodig die hen in de gaten houdt. Meestal pakken de ouders dit op, maar er is een grens aan hun aanwezigheid en waakzaamheid.

Met dit in gedachten nam oncoloog Hanneke van Santen van het Prinses MŠxima Centrum contact op met TU/e-onderzoeker Industrial Design Yuan Lu om te onderzoeken hoe een smart device de kwaliteit van leven voor gezinnen zou kunnen verbeteren.

KWF Kankerbestrijding financiert hun gezamenlijke onderzoeksproject. Bovendien is het een van de zeven projecten die in 2024 door de Fight Cancer campagne werden uitgekozen.

Gepassioneerde visie

Veel mensen kunnen baat hebben bij een project om jonge mensen met een slecht functionerende hypothalamus en hun gezinnen te helpen. Yuan Lu, universitair hoofddocent Systemic Change en onderwijsdirecteur van de faculteit Industrial Design, speelt een sleutelrol en stond meteen open voor het projectvoorstel toen ze werd benaderd.

"Toen Hanneke van Santen van het Prinses MŠxima Centrum voor Kinderoncologie contact met me opnam met het verzoek om een slim apparaat te ontwikkelen om jonge patiŽnten met een chronische aandoening te helpen, was ik natuurlijk geÔntrigeerd en blij om het onderzoeksproject met haar op te zetten. Het is een probleem dat dringend een oplossing nodig heeft," zegt de onderzoeker.

Smartwatch voor hormoonbalans na hersentumor

Kinderen met een tumor in de buurt van de hypothalamus, het hormooncentrum in de hersenen, hebben vaak een zeer goede overlevingskans. Toch is de kwaliteit van leven na de behandeling vaak slecht door een verstoorde hormoonbalans.

Deze (ex)patiŽnten ervaren een verstoord hongeren dorstgevoel, warmteregulatie en dag-nachtritme. Hierdoor kan ernstig overgewicht ontstaan, of chronische vermoeidheid, hoofdpijn en somberheid. Dr. Hanneke van Santen wil in samenwerking met de TU/e en Corsano Health een smartwatch ontwikkelen die kan werken als een soort ’externe hypothalamus’.

In deze video legt ze uit waarom dit zo belangrijk is.

Toen ze aan het project begonnen, begrepen Lu en haar collega’s dat hun zoektocht naar een oplossing beperkingen zou kennen, vanwege de eisen voor klinische onderzoeken.

Lu: "We wisten dat we eerst zouden kijken naar bestaande, geteste en goedgekeurde technologieŽn die klaar zijn voor gebruik. Corsano Health is een Nederlands bedrijf dat betrokken is bij het project als de partner voor smart wearables. Zij hebben de technologie en een robuust platform voor het verzamelen van medisch gecertificeerde fysiologische parameters."


"Hanneke werkte al met hen samen toen ze met het project begon en dit hielp ons om gerichter te zoeken." Daarnaast is de groep patiŽnten met deze aandoening commercieel gezien niet erg groot. Dat maakt het ontwikkelen van een geheel nieuw apparaat te kostbaar. Daarom kozen ze ervoor om zich te wenden tot bestaande technologie als basis voor hun onderzoek.

Voortdurende uitdagingen

Promovendus Yu Zhang sloot zich eind 2023 aan bij dit onderzoeksproject onder begeleiding van Yuan Lu, Panos Markopoulos (TU/e ID) en Hanneke van Santen. Hij begon met een uitgebreide literatuurstudie omz ijn onderzoeksonderwerp te leren kennen.

"Het was meteen duidelijk dat het natriumgehalte in het bloed een kritieke factor is, die continu moet worden gecontroleerd om iemands vochtbalans in de gaten te houden," legt hij uit.

"De vochtbalans tussen water en elektrolyten (zoals natrium) is belangrijk om het lichaam optimaal te laten functioneren en om uitdroging te voorkomen of het directe tegenovergestelde: watervergiftiging. Het natriumgehalte is dus de eerste belangrijke parameter die ik in het smart device wil opnemen."

Een alternatief voor zweet

Een van de eerste dingen waar je aan denkt bij een smartwatch is dat hij geschikt is om chemische stoffen aan het huidoppervlak te meten, zoals in zweet. Maar voor Zhang was dit idee de eerste grote teleurstelling in het project.

"Helaas is er geen sterk genoeg verband tussen het natriumgehalte in je zweet en het natriumgehalte in je bloed om effectief te gebruiken voor deze groep patiŽnten," legt Zhang uit.


"De vloeistof die wel een sterke correlatie heeft, is de vloeistof tussen de cellen in je lichaam. Dit wordt de interstitiŽle vloeistof genoemd. Om ervoor te zorgen dat het monitoren zo min mogelijk invasief is, willen we die vloeistof op slechts ťťn millimeter onder het huidoppervlak meten."

"Ik ga op zoek naar nieuwe en innovatieve manieren om het natriumgehalte in interstitiŽle vloeistoffen te meten, omdat ik nog geen standaardmethode ben tegengekomen."

Minimaal invasieve monitoring

De reden dat Zhang zich wil wenden tot niet-invasieve of minimaal invasieve methoden is dat de jonge patiŽnten vaak veel invasieve of pijnlijke procedures hebben gehad, tijdens hun herstel van kanker. Daarom is het noodzakelijk dat de continue monitoring zo comfortabel en gemakkelijk mogelijk is om te dragen en gebruiken. Zij gaan hier immers hun hele leven op vertrouwen.

Zhang: "Ik ben geÔnspireerd door de apparaten (poorten) voor continue glucosemeting (CGM). Dat zijn kleine apparaatjes die op de arm of buik van diabetespatiŽnten kunnen worden aangebracht om hun glucosewaarden te controleren."

"De resultaten kunnen worden gecontroleerd met een smartphone app. Dankzij deze apparaten is het niet meer nodig om meerdere keren per dag bloed te prikken om de glucosespiegel te meten. Ik ga dit type apparaat onderzoeken als een mogelijke oplossing, maar ik heb ook een aantal verrassende alternatieven in gedachten."

Zijn onderzoek bevindt zich nog in een vroeg stadium, dus we zullen moeten wachten tot hij wat verder is met zijn onderzoek om te zien welk ontwerp de winnende aanpak zou kunnen zijn.

Lu vult aan: "We hebben verschillende doelen in het project en hopen dat deze interessante resultaten opleveren en ons in contact brengen met nieuwe technische partners om ons te helpen onze ideeŽn verder te ontwikkelen. Ik ben al onder de indruk van het werk dat Zhang tot nu toe heeft gedaan en ik ben benieuwd waar dit onderzoek ons kan brengen."

Swim to Fight Cancer in Eindhoven

Het is bijzonder dat een door de TU/e geleid project door KWF is geselecteerd als een van de zeven projecten die financiering ontvangen uit de Fight Cancer campagne. "We zijn erg blij met deze unieke eer," zegt Lu.

Als onderdeel van de inspanningen om meer geld in te zamelen, organiseert KWF de Swim to Fight Cancer in Eindhoven , die op 29 juni plaatsvindt op de IJzeren Man, een openluchtbad dat toevallig vlakbij de TU/e-campus ligt.

"Helaas zijn we zelf geen sterke zwemmers," zegt Lu met een glimlach. "Maar we juichen iedereen toe die dit jaar gaat zwemmen, hardlopen of anders actief is om KWF-onderzoek te steunen. En iedereen alvast bedankt voor het inzamelen van geld voor zo’n geweldig doel."

Stichting Fight Cancer

Elk jaar wijst het KWF onderzoeksprojecten aan die in aanmerking komen voor financiering door Stichting Fight Cancer. Deze stichting organiseert verschillende sportieve activiteiten waarmee deelnemers geld inzamelen voor dat onderzoek.

Wil jij bijdragen aan het onderzoek in dit artikel of een van de andere mooie projecten? Doe dan mee aan een sportieve uitdaging.