Måler små volumstrømmer med høy presisjon

Medistim har spesialisert seg på to hovedområder innen medisinsk ultralyd; Måling av blodflyt direkte på blodårer ved hjelp av en teknikk kalt TTFM – transit time flow measurement, og høyfrekvens avbildning, med alt som hører til av prober, bildebehandlingsverktøy og programvare. TTFM og avbildning kan kombineres i selskapets MiraQ-produkter, som gir kirurgene god innsikt under operasjoner.

Nøyaktig

Det er små toleranser. For å måle blodstrøm må probene måle tidsforskjeller i størrelsesorden picosekunder. Og i HF bildebehandling snakker vi om svært nærfelts avbildning, med deteksjon av små strukturer, dvs. på sub-millimeternivå. – Det unike med disse løsningene er at de kan brukes inne i kroppen til pasienten (såkalt risikoklasse 3 medisinsk utstyr, red anm.), og kan bidra både til å forbedre kirurgi og redusere risiko, sier FoU-sjef Erik Swensen i Medistim.

Digitalisering

Selskapet har truffet et behov i markedet, og har siden starten med egenutviklede produkter i 1994 vokst til en betydelig aktør med en omsetning på over en halv milliard kroner. Hele tiden har man drevet en kontinuerlig forbedring og videreutvikling av teknologien. Det som preger aktiviteten nå, er ifølge Swensen en overgang fra det analoge til det digitale domenet. Det vil si, sensorteknologien vil fortsatt være analog, men digitaliseringen vil skje nærmere sensorene.

FPGA-basert

Ultralyd og transitt-tid måleprinsipper er modne teknologier, men innebærer noen utfordringer med hensyn til nøyaktighet. Der kan fremskritt i ulike halvlederteknologier bidra til å gi sikrere resultater. Man bruker allerede FPGAer til å løse noen av oppgavene. Ifølge Swensen gir FPGAer strategiske fordeler i form av pris/ytelse og funksjonalitet som ikke kan løses med programvare. Og litt lenger frem i tid kan han se for seg at FPGAer bidrar med AI-akselerasjon og sanntidsprosessering av mer avanserte bildealgoritmer.

Lang levetid

– Vi er imidlertid avhengige av komponenter med lang levetid, kommenterer Christian Husvik, som er ansvarlig for elektronikkutvikling hos Medistim. Det oppstod nesten en liten krise da en FPGA så ut til å gå ut av produksjon for noen år siden. – Vi løste heldigvis det, sier Husvik, men peker på to faktorer som preger markedet deres: Lange levetider på sluttproduktene, og dyrt og regulatorisk krevende (testing og dokumentasjon) arbeide for å endre på ting.

Partnere viktig

Ettersom det går noen år – typisk 10 år pluss – mellom hvert teknologisk generasjonsskifte hos Medistim holder de seg med et begrenset, men høyt kompetent utviklingsteam innomhus, og lener seg til eksterne partnere som Inventas AS på generell elektronikkutvikling, og ultralydspesialisten Aurotech Ultrasound AS når det gjelder ultralyd frontend.

RF-sampling

– I den eksisterende TTFM-løsningen blir signalet mikset ned gjennom en analog IQ-modulasjon før det blir digitalisert. Men vi opplever at resten av verden går bort fra analoge front-ender, og ser ikke bort fra at det kan oppstå komponentmangel til slike løsninger. Så det kan være strategisk viktig å gå bort fra analoge front-

ender, sier Husvik. Derfor går man over fra analog demodulering til å sample direkte på RF-signalet, også for blodstrømmåling. På avbildningsproduktene gjør man allerede digital RF-sampling over hele linjen. Sammen med Aurotech tok man i 2019 frem en ny generasjon bildebehandlingssystem, i form av Aurotech Manus IV, som beskrives som en «fremtidssikker maskinvareplattform».

Rett i såret

Medistim bruker det man kaller passive prober med piezoelektriske keramiske sensorer, der front-enden og resten av elektronikken sitter i selve apparatet. Foreløpig har ikke selskapet tenkt å gå leverandører som f.eks. GE Vingmed Ultrasound i næringen, som bl.a. tilbyr ultralydmaskiner som kan avbilde i 3D. – Vår styrke er derimot robuste ultralydprober som kan brukes direkte i operasjonssåret, understreker Swensen. – Vi er ganske stolte over å kunne realisere denne teknologien i produkter som nå selges over hele verden, legger han til.

Må samarbeide i Norge

Og all sluttsammenstilling av produkter er i Norge. – Vi ser hele tiden på muligheter for å effektivisere og automatisere elektronikkproduksjon og sammenstilling. Å kunne produsere hjemme senker risiko, samt gjør det mulig å rette opp og endre ting kjappere, poengterer Husvik. For noen år siden deltok Medistim sågar i et Forskningsrådstøttet BIA-prosjekt sammen med SensoCure og GE Vingmed nettopp med tanke på å styrke automatisert produksjon av medisinske produkter i Norge.

–Vi har kontroll på hele verdikjeden, sier Swensen. – Inkludert de beste kirurgene i de landene vi opererer i nettverket vårt. Brukeren må være i fokus. Vi har etablert en egen innovasjonsavdeling som jobber svært nær kundene. Det, og et godt samarbeidsmiljø med partnere i Norge, er viktig for å lykkes, avslutter han.