Ett svenskt utvecklingsprojekt angriper problemet från ett helt annat håll: med elektricitet som får vadmuskeln att dra ihop sig så att blodet trycks tillbaka till hjärtat.

– Hjärtat kan inte suga upp blod från benen på egen hand. Det är vadmusklerna som gör jobbet – de är kroppens andra hjärta. Blod vill ju koagulera hela tiden. När du blir immobiliserad med gips eller om du sitter stilla alldeles för länge är det risk för blodpropp, säger Fredrik Magnusson på Roder Innovation som kallar sig riskinnovationsföretag.

För tre år sedan åkte han off-pist i Åre, krockade med en gran och slet av hälsenan. Det ledde också till att han erbjöds att ingå i en studie med en pneumatisk maskin som kramade vaden för att skicka tillbaka blodet.

– Jag fick se bilder på en gigantisk pump som inte var mobil utan bara flyttbar. Jag ringde några som var med i projektet och sa att ”så här kan ni inte göra”. 

HANS IDÉ VAR att ersätta maskinen med kroppsburen elektronik som stimulerade vadmusklerna, ett spår som läkarna bakom maskinen redan var inne på.

När vadmuskeln stimuleras med svaga elektriska signaler drar den ihop sig och blodet pressas tillbaka mot hjärtat, även när pati-enten inte kan röra sig. Det är grunden till den elektriska ”vadkramare” som nu utvecklas inom bolaget Matrix Muscle Support (MMS), grundat av läkarna Paul Ackermann och Robin Juthberg. 

Roder Innovation har tagit fram själva bandaget, patchen – den töjbara bäraren som placeras runt underbenet och där elektroderna finns. Elektroniken, inklusive en asic för höga spänningar, har utvecklats vid KTH.

– Jag har forskat kring blodproppar i över 20 år. Mer än hälften av alla ortopediska patienter har risk att drabbas, och varje år dör patienter i detta trots att det ibland betraktas som ett trivialt tillstånd, säger Paul Ackermann, professor vid Karolinska Institutet, ortoped vid Karolinska Universitetssjukhuset och vd för MMS.

SOM TIDIGARE NÄMNTS används idag stora pneumatiska apparater som mekaniskt klämmer runt vaden med hjälp av lufttryck. Proble-met är att de är skrymmande, bullriga och i praktiken omöjliga att använda i vardagen.

– Patienter inneliggande på sjukhus får ofta använda en sådan maskin när de är immobiliserade efter kirurgi. Sedan skickas de hem – fortfarande immobiliserade, men utan skydd.

Att istället stimulera musklerna med elektricitet är inget nytt i sig, men MMS teknik skiljer sig från de lösningar som används för träning eller muskeluppbyggnad.

– Vi arbetar uteslutande med lågintensiv stimulering. Det handlar inte om att bygga muskler, utan om att åstadkomma en kontrol-lerad kontraktion som sätter blodet i rörelse.

Effekten mäts inte bara genom att patienten upplever en muskelrörelse, den är också verifierad med ultraljud.

– Vi kan visa upp till tio gånger ökat venöst blodflöde. Men det räcker med två till trehundra procent för att minska risken för blodpropp, säger Paul Ackermann.

STRÖMSTYRKAN LIGGER TYPISKT mellan 7 och 25 milliampere, beroende på individens hud och vävnad. För hög intensitet kan ge oöns-kade fysiologiska effekter och används därför inte i detta system.

– Vid högintensiv muskelstimu­lering finns rapporterade bi­verkningar, vilket är anledningen till att MMS arbetar med strikt kontrollerad lågintensiv stimulering inom väl definierade säkerhetsgränser.

En central innovation är själva patchen som sitter runt vaden och har en matris av elektroder.

Systemet testar kontinuerligt olika elektrodpar för att hitta muskelns motorpunkter, de punkter där nerven ligger som närmast huden. Där krävs minst energi för att få maximal kontraktion.

– Vi har ytterligare ett patent som går ut på att mäta impedansen. Vi tror att vi framöver kan använda elektroderna även som senso-rer genom att efter vår stimulering med hjälp av elektroderna registrera motståndet och på så sätt få skillnader i motstånd före och efter stimulering.

Om det fungerar så ­kommer det att gå att ersätta dagens flexsensorer och bara använda elektroderna för att även registrera aktivi-teten.

JÄMFÖRT MED ANDRA lösningar som bland annat används för att bygga muskler används avsevärt lägre strömstyrkor än traditionell tränings-NMES.

– Patchen kan dessutom anpassa sig över tid. Den kan glida lite, muskeln förändras, men systemet söker om motorpunkterna varje gång, säger Paul Ackermann.

Att få elektroderna att ligga an mot huden under rörelse och på en kropp som förändras – musklerna krymper under gipset – har varit en stor utmaning.

– Allt går att få att fungera i labbet. Men det här ska sitta på en människa som duschar, springer, tar på sig stövlar och kanske sitter i gips i sex veckor, säger Fredrik Magnusson.

Lösningen består av ett flexkort med elektroder på en teknisk väv av återvunnen PET-plast. Ovanpå flexkortet appliceras ett lager medicinsk, ledande silikon som skapar kontakten med huden. Ambitionen är dock att hitta ett helt återvinningsbart alternativ.

Själva elektroniken som skickar ut strömmarna till patchen och mäter resultatet är ungefär samma storleksordning som en tänd-sticksask.

– För att driva muskelstimuleringen behöver vi upp till 40 volt, vilket är långt över vad vanliga styrkretsar hanterar, säger Saul Rodriguez Duenas, forskare på KTH och den som designat asicen.

Den är tillverkad i en högspänningsprocess från det tyska foundryt XFAB.

– Det är teknik som normalt används i fordons- och medicinteknik. Det tog nästan två år från design till färdig krets.

Asicen drar omkring 60 mikro­ampere i vila och gör att ­systemet klarar sig med en laddning per dag trots Blue-tooth­kommu­nika­tion och kontinuerlig övervakning.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen. Prenumerera kostnadsfritt!

Målet är att få fram en första produkt som kan säljas direkt till konsumenter med tydligt definierad användning år 2027, parallellt med den medicintekniska certifieringsprocessen.

TEKNIKEN HAR POTENTIAL att användas till mycket mer än gipsade ben: stillasittande kontorsarbete, långflygningar, diabetes, ­perifer kärlsjukdom och rehabilitering.

– Elektricitet är på väg att bli en helt ny typ av medicin. Vi börjar med vaden, men i framtiden kan vi stimulera längs ryggraden, förbättra läkning, minska blodsocker och före­bygga fall hos äldre, säger Paul Ackermann.