Ny øreprop skal gøre os klogere på søvn

Men et stykke elektronik i øret vil to civilingeniørstuderende fra Aarhus Universitet gennemføre trådløs monitorering af hjernens aktivitet, når vi sover. De har designet en øreprop, som kan give os meget mere viden om søvn.

Sammen med sin specialemakker Henriette Bladt har Astrid Rands Bertelsen designet en prototype på en generisk øreprop, som er kompatibel med ørets anatomi, og som kan overvåge vores hjerneaktivitet, når vi sover. Foto: AU Foto Lars Kruse

Hvad er det, der sker i hjernen, når vi ikke kan sove? Det ved man faktisk meget lidt om i dag, fordi det er svært at måle hjerneaktivitet tilstrækkeligt præcist, imens vi sover uden samtidig at komme til at forstyrre søvnen.

På søvnklinikker har læger i mange år brugt traditionelt EEG-udstyr med påklistrede elektroder til at måle spændingsforskellene i hjernebarken i et afgrænset tidsforløb svarende til en nat.

Metoden har dog den store ulempe, at elektroderne og de mange ledninger påvirker søvnen, og at den derfor ikke kan give et retvisende billede af søvnen under normale forhold.

”For at holde elektroder og ledninger på plads vikler man hovedet ind i gazebind. Sådan foregår det i dag, og det er klart, at det er en både indgribende og kostbar udredningsmetode. Det siger sig selv, at en nat med så meget udstyr i fremmede omgivelser kan afvige en hel del fra patientens gennemsnitlige søvnmønster,” siger Astrid Rands Bertelsen, civilingeniørstuderende ved Aarhus Universitet.

Tæt samarbejde med forskere

Sammen med sin specialemakker Henriette Bladt har Astrid Rands Bertelsen derfor designet en prototype på en generisk øreprop, som er kompatibel med ørets anatomi, og som kan overvåge vores hjerneaktivitet, når vi sover.

”Vores grundlæggende designintention har været at lave en øreprop, der kan sidde godt fast i øret og samtidig være komfortabel, så den ikke griber forstyrrende ind i nattesøvnen. Man skal kunne vende og dreje sig og ligge på en pude uden at bemærke den,” siger Henriette Bladt, civilingeniørstuderende Aarhus Universitet. 

Nogle af universitetets forskere har allerede udviklet computer- og sensorteknologien til øreproppen, men som det er i dag, skal man støbe den, så den passer til hver eneste patients specifikke øre, og det er både tidskrævende og dyrt.

De to studerende har derfor arbejdet med at implementere teknologien i et nyt design, der kan produceres billigt og tilpasses mange forskellige typer af ører. Vejen dertil har blandt andet involveret et studie i ørets anatomi.

”Ørets anatomi er fascinerende. Vi har læst en masse forskningslitteratur og lavet afstøbninger af forskellige ører for at få en forståelse af, hvad det kræver rent ingeniørmæssigt at beregne en optimal formgivning. Den prototype, vi har lavet er så generisk, at den passer til stort set alle mennesker, og det er faktisk mere, end vi havde turdet håbe på,” siger Astrid Rands Bertelsen.

Masser af beregninger bag design

Øreproppen har seks små elektroder og er fremstillet i silikone, som er støbt i en form med et helt særligt hulmønster. Alle elektroderne skal have hudkontakt i øret for at kunne registrere den elektriske aktivitet med et tilstrækkeligt stærkt signal, og bag designet ligger derfor en masse regnearbejdet og simuleringer.

”Vi har flyttet fokus fra materiale til form og arbejdet med at finde en løsning, der sikrer, at alle seks elektroder sidder som de skal i vidt forskellige ører, og at øreproppen samtidig føles fleksibel og behagelig for brugeren,” siger Henriette Bladt.

Øreproppen er allerede testet på forsøgspersoner og viser et stort potentiale.

”Vi kan se, at den virker, og det er virkelig en milepæl i forhold til at udbrede teknologien og gøre den tilgængelig for mange. En generisk øreprop vil helt sikkert gøre det meget nemmere og billigere at gennemføre langtidsmonitorering af patienter med søvnforstyrrelser,” siger Astrid Rands Bertelsen.

Kan bane vej for bedre behandling

Når øreproppen er helt færdigudviklet, forventer de to studerende, at den kan erstatte de konventionelle EEG-systemer og give lægerne mulighed for at få et meget mere detaljeret indblik i, hvad det er, der giver kludder i hjernen, når vi sover dårligt.

”Søvnlidelser er udbredte i befolkningen og kan være ret alvorlige. Over tid nedbryder de en række kognitive funktioner, så vores håb er selvfølgelig, at vores arbejde her på universitetet kan blive første skridt på vejen imod bedre diagnostik og behandling af patienterne,” siger Henriette Bladt.

Når øreproppen er helt færdigudviklet, forventer de to studerende, at den kan erstatte de konventionelle EEG-systemer og give lægerne mulighed for at få et meget mere detaljeret indblik i, hvad det er, der giver kludder i hjernen, når vi sover dårligt. På billedet ses civilingeniørstuderende i Biomedicinskteknik, Astrid Rands Bertelsen.

Mød Astrid og Henriette

Da Astrid var færdig med gymnasiet i Silkeborg stod alle døre åbne for hende. Hun brugte en del af sit sabbatår på at arbejde som receptionist på et hotel, og i pauserne gik hun systematisk alle videregående uddannelser igennem.

”Jeg havde simpelt hen printet beskrivelser af alle uddannelser ud, og så gik jeg dem igennem én for én og markerede de mest interessante. Jeg gik efter noget, hvor jeg kunne kombinere min interesse for det sundhedsvidenskabelige med at kunne udvikle noget, og så faldt valget på en ingeniøruddannelse.

Henriette er fra Als, og hun fik arbejde på en maskinfabrik i sit sabbatår. Det vækkede hendes nysgerrighed for mekanik.

”Jeg gik der hver dag og så på, hvordan de fremstillede maskiner og prøvede på at forstå matematikken og fysikken bag. Jeg havde ikke regnet med, at jeg skulle være ingeniør, men jeg blev bare så optaget af det og nysgerrig på, hvordan man får ting til at virke. Det er jo slet ikke noget, man lærer om i gymnasiet. Man sidder ikke i matematiktimen og tænker på, at man engang vil lave en øreprop, der kan aflæse hjerneaktivitet og afsløre vores søvnmønster.”


Læs mere om uddannelserne: