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Innovation von Herzen, fürs Herz

Femke de Theije und ihr Team verkürzen die Herzinfarktdiagnose von einer Stunde auf acht Minuten.
10min
Romy Albrecht
Veröffentlicht am 6. November 2023

Indem Femke de Theije und Team ihren Herzen folgen, helfen sie die Herzen anderer zu retten: Sie entwickelten ein tragbares Analysesystem, das die Diagnose eines Herzinfarkts von einer Stunde auf acht Minuten verkürzt.

„Das ist eine ziemlich coole Technologie!“ Während sie das sagt, wird ihre Haltung noch ein bisschen aufrechter. De Theije lächelt. Es ist ziemlich offensichtlich: Sie ist sehr stolz auf das, was sie und ihr Team erreicht haben. Und man kann sich selber ein Lächeln nicht verkneifen – de Theijes Enthusiasmus ist ansteckend.

Wir sind in Eindhoven, Niederlande, mitten auf dem dortigen High Tech Campus. Hier wollen wir herausfinden, wie de Theije und ihr Team die Notfallversorgung revolutionieren wollen – mit einem tragbaren System, das die Notaufnahmeteams überall mit hinnehmen können.

„Unser System kann helfen festzustellen, ob jemand einen Herzinfarkt hat und das in nur acht Minuten und mit einem Tropfen Blut aus einem Fingerstich“, sagt de Theije. Um solche Ergebnisse zu liefern, die Ärzt*innen dabei helfen, eine Diagnose zu stellen, braucht es üblicherweise einiges mehr: Zugang zu einem Labor, eine viel größere Probe mittels venöser Blutentnahme, und vor allem ... Zeit. Bis zu einer Stunde kann es dauern, bis die Laborergebnisse vorliegen. Erst dann kann das Ärzteteam herausfinden, ob der Mensch, der in die Notaufnahme mit Symptomen eines Herzinfarkts ankam, auch wirklich einen hat.

Acht Minuten statt einer Stunde – so sieht der Ablauf im Vergleich aus:

A heart attack, or myocardial infarction, happens when a part of the heart muscle doesn’t get enough blood. The more time that passes without treatment to restore blood flow, the greater the damage to the heart muscle. Some of the most common symptoms of a heart attack include: chest pain or discomfort, sometimes radiating to the arms, neck, jaw, back, or stomach, as well as shortness of breath, lightheadedness, nausea, and cold sweats. Women may experience other symptoms such as pain in the upper abdomen, nausea/vomiting, and back or jaw pain. Symptoms can vary greatly between individuals. Any unusual or persistent symptoms should be evaluated by a healthcare professional as soon as possible.

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Der typische einstündige Labor-Prozess ...

... vs. der 8-miütige Prozess mit unserem System

Und so kann das tragbare Analysesystem, das die Testergebnisse in acht Minuten liefert, allen Beteiligten viel Stress ersparen:

  • Die Patient*innen müssen nicht lange auf die medizinischen Testergebnisse warten und können schneller die richtige Behandlung erhalten, was ihre Heilungschancen erhöht.
  • Die Ärzt*innen können sofort auf das Testergebnis reagieren. Bei einem Herzinfarkt zählt jede Minute, denn es geht darum, die Schädigung des Herzmuskels zu begrenzen. 
  • Das Notfall-Team kann schneller bestimmen, welche Personen sofortige medizinische Hilfe benötigen. 
  • Das Zentrallabor-Team kann sich auf die Durchführung der anderen medizinischen Tests konzentrieren, die die Infrastruktur und die Ressourcen des Labors erfordern, während die dezentrale durchgeführten Tests mit dem tragbaren Analysesystem weiterhin in ihrem zentralen Informationssystem verfolgt werden können. 

Der vereinfachte Testprozess und die beschleunigte Durchlaufzeit vom Test bis zum Ergebnis können auch dabei helfen, die Überfüllung der Notaufnahmen entgegenzuwirken, insbesondere in Ländern wie den USA, in denen das ein immer größer werdendes Problem darstellt.

De Theije wollte schon immer Dinge tun, die das Leben anderer Menschen wesentlich verbessern können. Dabei ist „Folge deinem Herzen!“ so etwas wie ihr Mantra geworden. Sie glaubt fest daran, dass die Zeit für eine Veränderung gekommen ist, wenn bei der Arbeit keine Leidenschaft mehr aufkommt. Und sie folgte ihrem eigenen Rat: de Theije studierte zunächst Zahnmedizin, weil sie in ihrem Beruf „Dinge besser machen“ wollte. Doch nach „zwei Jahren und einer Woche“ wusste sie, dass das nichts für sie war: „Ich fand das so langweilig. Wenn ich das für den Rest meines Lebens hätte machen müssen, wäre ich nicht glücklich geworden.“
Close up of a heart sculpture in Femke's office

„Folge deinem Herzen!

Wenn du nicht magst, was du tust, musst du etwas anderes zu tun, denn deine Arbeit kostet viel Energie. Deshalb solltest du sie in etwas stecken, das du wirklich magst.“

- Femke de Theije

„Dann habe ich über Biologie nachgedacht – aber das war mir ein bisschen zu vage. Und dann waren für mich nur noch Mathe, Physik und Chemie übrig. Und die Chemiker hatten sie die beste Atmosphäre, also bin ich zu denen gegangen“, sagt sie lachend. De Theije liebt Herausforderungen das eigenständige Herausfinden von Dingen. Und dafür war Chemie perfekt: Ein Feld so breit und vielfältig, dass es viel zu entdecken gab. Sie promovierte schließlich in Oberflächenchemie, weil sie gerne komplexe Mechanismen entschlüsselte: „Ich mag das, weil man am Ende wirklich ein Verständnis von etwas hat. Ich tüfteln gerne so lange, bis all die kleinen Puzzleteile zusammenpassen.“

Auch bei der Technologie musste das Team tüfteln. Denn es ist gar nicht so einfach ein Point-of-Care-System zu entwickeln, das einen hochempfindlichen Troponin-I-Test in Laborqualität durchführen kann: „Die Laborgeräte werden immer besser. Man konkurriert also mit etwas, das sich selbst auch ständig verbessert“, sagt de Theije. Herkömmliche Technologien erwiesen sich entweder als zu teuer in der Herstellung oder einfach nicht empfindlich genug, um Troponin in Laborqualität messen zu können.

Also suchte das Team weiter nach dem fehlenden Puzzleteil. … und fand es im Magnetismus: „Wir verwenden magnetische Nanopartikel, die an Troponin binden“, erklärt de Theije. „Durch magnetische Kräfte ziehen wir diese Partikel an die Oberfläche, wo sie sich binden können. Die Menge der gebundenen Partikel auf der Oberfläche ist ein Maß für die Troponinkonzentration in der Blutprobe.“ Und so funktioniert's im Detail: 

A high-sensitivity troponin I test is a type of blood test that is used to diagnose heart conditions, such as a heart attack. Troponin is a type of protein that is found in the heart muscle. When there is damage to the heart, such as during a heart attack, troponin is released into the bloodstream. High-sensitivity troponin tests are able to detect much smaller amounts of troponin in the blood than traditional tests. This means they can potentially detect heart damage sooner, and are also useful in ruling out a heart attack in people who have symptoms of one.

Ein Flug durchs Innere von Atellica VTLi 

Das Team entwickelte eine völlig neue Technologie, die es bis dahin für Biosensoren nicht gab. „Durch unsere, Magnotech-Technologie können wir bei der Troponin-Detektion sehr empfindlich sein.“ Der achtminütige hochempfindliche Troponin-I-Test auf dem tragbaren Analysesystem liefert Ergebnisse, die tatsächlich von der gleichen Qualität sind wie die eines einstündige Labortests. „Das ist so einzigartig, dass manche anfangs gar glauben konnten, das wir das wirklich hinbekommen haben“, erinnert sich de Theije. „... bis sie unsere Zahlen sahen.“

Innovationen entstehen selten vorm Computerbildschirm. Für de Theije und Team ergeben sich die entscheidenden Durchbrüche oft in lockeren Gesprächen beim Mittagessen oder in der Kaffeepause: „Man braucht ein bisschen Raum im Kopf“, sagt de Theije. „Man braucht Menschen, die miteinander reden. Manchmal kommt es auch zu Missverständnissen und häufig entsteht genau daraus dann die zündende Idee."

Und natürlich sind die Leute, die hier zusammenarbeiten, alle Expert*innen auf ihrem Gebiet: „Wir haben Chemiker, Biochemiker, Physiker, Elektroingenieure, Wirtschaftsingenieure, Prozessentwickler und Softwareentwickler in unserem Team“, sagt de Theije. Und sie schauen unterschiedlich auf Herausforderungen. So sehr, dass, wenn man zum ersten Mal eine Idee von ihnen hört, manchmal denkt: „Hmhm ... ich kann dir grad wirklich nicht folgen ...‘“. Und wenn man diese unterschiedlichen Perspektiven dann zusammenbringt und sie aufeinander aufbauen, kann man zu Lösungen kommen, die viel nachhaltiger sind, als wenn man sie nur durch die Perspektive einer Disziplin betrachtet.

Mit mehr als zwei Jahrzehnten Erfahrung im Bereich Biosensoren taucht de Theije immer noch gerne mit ihren Kolleg*innen tief in die Feinheiten der Technologie ein. In ihrem jetzigen Job wirkt sie aber hauptsächlich wie ein Katalysator für die Zusammenarbeit: „Ich liebe es, alle zusammenzubringen, um etwas Nützliches zu schaffen – und dabei Spaß zu haben“, sagt sie. Als Leiterin der Forschungs- und Entwicklungsabteilung für die Notfallversorgung ist es ihr Hauptziel, das Analysesystem mit dem Namen Atellica VTLi, in die Hände der Notfallteams weltweit zu bringen: „Die Erfindung an sich ist eigentlich nur ein winziger Teil der Arbeit, die wir in Forschung und Entwicklung leisten“, erklärt sie. „Letztendlich ist es wahrscheinlich gar nicht so schwer, auf eine innovative Idee zu kommen. Wirklich schwierig wird es dann, wenn man sie implementieren und die Technologie auf den Markt bringen will.“ 

Und dazu braucht es häufig auch Geduld: „Diese Prozesse brauchen Zeit. Manchmal muss man auch einen Schritt zurück machen und neue, kreative Ideen sammeln, um auf das Feedback anderer Teams einzugehen – von den Designer*innen, dem Produktionsteam, dem Marketing und der Kundensupportgruppe. Um ein Produkt erfolgreich auf den Markt zu bringen, braucht man wirklich die Unterstützung aller.“

Atellica VTLi Patient-Side Immunoassay Analyzer provides lab standard, high-sensitivity cardiac troponin I (hs-cTnI) test results to clinicians in eight minutes using a patient's fingerstick blood sample. With this industry first technology, Siemens Healthineers is helping to improve the patient care paradigm with its disruptive technology, providing hs-cTnI results at the patient’s side to help clinicians properly diagnose and treat heart attacks with confidence.
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Am Ende glauben de Theije, ihr Team und die Kolleg*innen, die sie unterstützen, fest an die Technologie und wissen, dass sich ihre Arbeit lohnt. „Wir sind überzeugt, dass unsere Lösung wirklich einen wichtigen Beitrag leisten kann, um einen besseren Zugang zu einer schnellen Diagnose zu ermöglichen“, sagt sie. „Vor allem auch in kleinen Krankenhäusern, im ländlichen Raum oder in Pflegeeinrichtungen in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen, wo kein großes Labor in der Nähe ist.“ In Zukunft wollen sie ihre Technologie weiterentwickeln. Da Atellica VTLi als Plattform entwickelt wurde, könnte sie erweitert werden, um auf mehr Erkrankungen zu testen, bei denen schnelle Testergebnisse wichtig sind. 

Solange Teams wie das von de Theije ihrem Herzen folgen und die Rätsel der Innovation mit ihrer Aufgeschlossenheit, Neugier und Verantwortungsbewusstsein lösen, leuchtet die Zukunft der Notfallversorgung auf jeden Fall ein bisschen heller.


Romy Albrecht
Romy Albrecht
Von Romy Albrecht
Romy Albrecht ist Online-Redakteurin und Content Creator für Multimedia-Inhalte bei Siemens Healthineers. Sie ist spezialisiert auf Technologie- und Innovationsthemen.