Smarte Hilfe für Demenzpatienten

Smart Patches
Smart Patches: Mittels folienbasierter Sensorik können etwa Körpertemperatur, bestimmte Ionenkonzentrationen oder der pH-Wert ermittelt werden (Foto: Compamed/Messe Düsseldorf)

Die Fachmesse Compamed stellt im November unter anderem smarte Lösungen für Demenzpatienten vor. Künstliche Intelligenz (KI) und intelligente Sensorik sollen das Leben der Patienten und deren Pflege künftig erleichtern.

Zur Durchsetzung moderner Lösungen im Bereich der Demenzerkrankungen bedarf es eines intensiven Dialogs zwischen Wissenschaft, Technik-Anbietern und praktischen Anwendern. Diesen Dialog will die Messe Compamed in Düsseldorf forcieren (Termin der Compamed 2020 in Düsseldorf: 16. bis 19. November 2020 zeitgleich zur Medica). 

Bereits das Compamed Innovationsforum 2020 griff unter der Headline „Hightech-Unterstützung für Demenzpatienten“ die Thematik auf. Das traditionell von der Messe Düsseldorf und dem IVAM Fachverband für Mikrotechnik gemeinsam organisierte Forum wurde im Juli 2020 auf Grund der Corona-Pandemie erstmals als dreiteilige digitale Veranstaltungsreihe durchgeführt. „Wir haben uns sehr über den konstant hohen Zuspruch zu unserer digitalen Veranstaltung gerade unter den ungewöhnlichen Bedingungen gefreut“, konstatiert Christian Grosser, Deputy Director Global Portfolio Health and Medical Technologies bei der Messe Düsseldorf. 

Großes Potenzial für KI 

Hinsichtlich vieler Aspekte bei Demenzerkrankungen könnte Künstliche Intelligenz (KI) zum Einsatz kommen. Das beginnt bereits bei der Gemütserkennung, die schwierig ist, weil Demenzpatienten häufig unter kognitiven Einschränkungen leiden und deshalb über sich selbst kaum oder gar keine Auskunft geben können. So verfolgt die Isansys Lifecare Europe in dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Netzwerk „KMU4DEMENTIA“ das Ziel, Vitalparameter für die Gemütserkennung zu nutzen und mit geeigneten Algorithmen eine Früherkennung von Gemütszuständen zu gewährleisten. „Wir arbeiten also an der Entwicklung eines ‚Early Warning Scores‘ für die zielgruppenspezifische Gemütsbewertung“, sagt Isansys-Geschäftsführer Michael Heinlein. 

Klassische Vitalparameter wie Herz- und Atemfrequenz, Körpertemperatur, Blutdruck sowie EKG und EEG sind heute bereits mit verschiedenen Sensoren messbar. In Zukunft wird es zudem aber um komplexe Parameter gehen, zu denen neben Demenz auch Schmerz, Schwindel, Inkontinenz und Erschöpfung gehören. Darüber hinaus lautet die Zielsetzung, möglichst kontaktlos zu messen, um Störgefühle bei Patienten zu vermeiden. „Im gesamten Bereich werden mit Hilfe von Algorithmen aus dem Bereich Künstliche Intelligenz/ Maschinelles Lernen Lösungen machbar, robuster und effizienter“, prognostiziert Wolfgang Gröting, Leiter des Fraunhofer-inHaus-Zentrums in Duisburg. Die Fraunhofer-Spezialisten entwickeln verschiedene smarte Sensorsysteme, die gesundheitsrelevante Informationen aus dem Umfeld von Personen körpernah sowie hochsensitiv auf Zell- und Molekülebene erfassen.

So kann die Herzfrequenz etwa durch Hautfarbenerkennung und Tracking mittels RGB-Kameras bestimmt werden. Dabei wird das Gesicht gescannt, jeder Herzschlag geht mit einer Farbveränderung zu helleren Werten einher. In einem Heim für betreutes Wohnen wären für eine lückenlose Überwachung mehrere Kameras pro Zimmer notwendig, für die Nacht müsste eine zusätzliche Infrarot-Beleuchtung installiert mit entsprechender Anpassung im Algorithmus vorgenommen werden. Die Fehlerrate ist bei diesem Verfahren bereits extrem niedrig. 

Smart Patches – intelligente Sensorik

Ein anderer Weg sind Wearables, die direkt am Patienten getragen werden. „Im Bereich der Medizintechnik haben wir ganz andere Anforderungen an Sensorik als auf anderen Gebieten. Deshalb haben wir hier unter dem Schlagwort `Smart Patches´ besondere Lösungen entwickelt“ betont Eike Kottkamp, Gründer und Geschäftsführer des Start-up-Unternehmens innoME in Essen. Hier kommt folienbasierte Sensorik zum Einsatz, die dünn, flexibel, bieg- und knickbar ist. Kombiniert werden dazu eine Art Pflaster, das direkt auf der Haut befestigt wird, mit tragbarer Computertechnologie. Gemessen werden etwa Temperatur, EMG oder EKG, Druck, Leitfähigkeit, bestimmte Ionenkonzentrationen oder der pH-Wert. Herzstück ist ein kleiner Microcontroller, dazu kommen Datenübertragung (per Bluetooth oder RFID), Messtechnik, Energieversorgung und eine Verdrahtung aller Komponenten. Erste Anwendungsfälle sind Dekubitus sowie Dehydration, die gerade auch bei Demenzkranken eine große Rolle spielt. Deshalb kümmert sich das Start-up Essentim im KMU4DEMENTIA-Netzwerk mit fünf Partnern um das Projekt „Monitoring der Flüssigaufnahme von Patienten mit Demenz“. Mit fortschreitendem Alter nimmt die Neigung zur Flüssigkeitsaufnahme grundsätzlich ab, bei Demenz wird zudem das Trinken einfach vergessen – im Ergebnis wird zu wenig oder zu viel getrunken. 

Hightech gegen Dehydration 

Bisherige Verfahren zur Vermeidung der Dehydratation sind teils wenig verlässlich. Intelligentere Systeme konzentrieren sich oftmals nur auf die Flüssigkeitsaufnahme, die etwa durch „smarte Becher“ registriert wird. „Wir verfolgen dagegen einen Ansatz, der den Becher mit Sensoren am Gefäß und einen `Smart Patch´ am Patienten kombiniert, der über die Flüssigkeitsmenge im Gewebe den Dehydrationszustand erkennt. Zudem sorgen wir für die gesamte Digitalisierung inklusive der notwendigen Verknüpfung“, erklärt Essentim-Geschäftsführer Matthias Schuh. In naher Zukunft will das Konsortium einen Förderantrag im Rahmen von ZIM (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand) stellen, das vom Bundeswirtschaftsministerium aufgelegt wurde. „Wir rechnen in etwa drei Jahren mit einem fertigen Produkt und wollen das sowohl im klinischen wie auch im häuslichen Bereich anbieten“, so Schuh. 

Intelligente Fußleisten und Bettkannten

Insbesondere die eigenen vier Wände hat auch NevisQ im Fokus, eine Ausgründung der RWTH Aachen. Dazu hat das Unternehmen ein Sensorband entwickelt, das so aussieht wie ein LED-Streifen und das etwa in Höhe der Fußleiste angebracht wird. Zum System gehört eine kleine Basisstation, die an der Wand befestigt wird. Neben der Sturzerkennung leistet das System auch eine Sturzprävention, indem es die Situationen vor und nach dem Sturz auswertet, um Ursachen dafür zu ermitteln und künftig zu verhindern. Weitere Funktionen sind Nachtlicht und –alarm sowie eine Aktivitätsanalyse, die Aufschluss darüber gibt, was im Raum über längere Zeit passiert. Inzwischen steht das Sensorband auch für die Bettkante zur Verfügung, die das Pflegepersonal informiert, sobald ein Bewohner sein Bett verlässt. 

Nach jüngsten epidemiologischen Schätzungen leben in Deutschland 1,6 Millionen Menschen mit Demenz. Aufgrund der demografischen Entwicklung dürfte die Zahl der Kranken in der Bundesrepublik bis 2050 auf etwa 2,8 Millionen Betroffene anwachsen. Nach Angaben von Weltgesundheitsorganisation (WHO) und Alzheimer’s Disease International sind weltweit 50 Millionen Menschen dement – auch global mit zunehmender Tendenz.

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