ArchivDÄ-TitelSupplement: PRAXiSPraxis Computer 2/2003Mobile Health: Telemonitoring im Dienste des Patienten

Supplement: Praxis Computer

Mobile Health: Telemonitoring im Dienste des Patienten

Dtsch Arztebl 2003; 100(19): [15]

Krüger-Brand, Heike E.

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Das Paxiva-System der Firma Philips Telemedizin im Einsatz
Das Paxiva-System der Firma Philips Telemedizin im Einsatz
Die mobile Überwachung lebenswichtiger Körperfunktionen über am Körper getragene, per Mobilfunk fernablesbare Sensoren ist
ein zukunftsträchtiger Anwendungsbereich der Telemedizin.
Durch den Einsatz von Mobilfunktechnik und Telemetrie (Fernmess- und Fernwirktechnik) in der Medizin lassen sich künftig teure Kranken­haus­auf­enthalte für viele Patienten verkürzen oder sogar vermeiden, und die Lebensqualität vor allem chronisch Kranker könnte verbessert werden. Betroffen sind beispielsweise Menschen mit Bluthochdruck und Herzproblemen, ebenso Asthmatiker und Diabetiker. Sie können über mobile Systeme zu Hause, am Arbeitsplatz oder auf Reisen rund um die Uhr besser medizinisch betreut werden als früher. Eine verstärkte Nutzung solcher Technologien in der medizinischen Versorgung erwarten Experten vor allem durch die Verbreitung von mobilen Breitbandtechniken, wie die bereits verfügbare GPRS-(General Packet Radio System-)Technologie und das UMTS-Netz, das Ende 2003 marktreif sein soll. Diese ermöglichen im Unterschied zu den herkömmlichen GSM-Mobilfunknetzen die Übertragung größerer Datenmengen und den Dauerbetrieb („always on“) per Standleitung, ohne dass sich der Anwender jedesmal neu einwählen muss.
MobiHealth
Im Mai 2002 startete das Forschungsprojekt „MobiHealth“ (www.mobi
health.org), das bis Ende Oktober 2003 die Technologie für ambulantes Tele-Monitoring per Mobilfunk voranbringen soll. Ziel ist eine standardisierte mobile technische Plattform für die Datenübertragung in breitbandigen Netzwerken, an die sich beliebige Überwachungsgeräte drahtlos anbinden lassen. Die Europäische Kommission fördert das von der Firma Ericsson koordinierte Projekt mit knapp fünf Millionen Euro im Rahmen ihres IST-(Information Society Technologies-)
Programms. Beteiligt sind 14 europäische Partner, darunter die Universität Twente in Eindhoven (Niederlande), Mobilfunknetzbetreiber wie Telefónica Móviles (Spanien) und der Gesundheitsdienstleister Gesundheitscout24.
Die am Körper zu tragenden Funksensoren messen lebenswichtige Körperfunktionen wie Blutdruck oder Herzfrequenz und übermitteln die gesammelten Daten mit minimaler Sendeleistung an ein Body Area Network (BAN), ein selbstorganisierendes Sensornetzwerk, das die Messwerte über GPRS oder UMTS kontinuierlich an ein Krankenhaus oder medizinisches Callcenter sendet. Erste Feldversuche sind ab dem Frühjahr 2003 geplant. In Deutschland wird eine kardiologische Praxis rund drei Monate zwischen 15 und 30 Herzinsuffizienzpatienten mit dem BAN ausstatten und untersuchen, wie das System funktioniert und angenommen wird. Ziel ist die Vermeidung von Herzinfarkten, Herzrhythmusstörungen und dadurch verursachten Kranken­haus­auf­enthalten. Im Rahmen des Projekts führt Gesundheitscout24 ab Juni 2003 eine Studie an Patienten mit koronarer Herzerkrankung durch. Die Patienten übermitteln dazu ihre EKGs und Blutdruckwerte an das Callcenter des Unternehmens, wo die Daten von Fachärzten und Krankenschwestern überwacht und ausgewertet werden.
Personal Health Monitoring (PHMon)
Das PHMon-Systemkonzept (ITIV, Karlsruhe)
Das PHMon-Systemkonzept (ITIV, Karlsruhe)
Im Projekt PHMon (www.phmon.de) wird ein System mit mikrosystemtechnischer Sensorik für das Gesundheitsmonitoring entwickelt. Das Mitte 2001 gestartete Projekt läuft noch bis Ende 2004 und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 3,4 Millionen Euro gefördert. Die Federführung des Forschungsvorhabens, an dem die Klinik für Anästhesiologie der Universität Erlangen-Nürn-
berg und mehrere Forschungs- und Industriepartner beteiligt sind, liegt beim Institut für Informationsverarbeitung (ITIV) der Universität Karlsruhe.
Das System erfasst durch am Körper tragbare nichtinvasive Vitalsensoren den Gesundheitszustand eines Patienten und übermittelt die Daten drahtlos (über den Bluetooth-Standard) an einen mobilen Zwischenspeicher, zum Beispiel ein PDA oder Smartphone. Eine Software analysiert die Daten und entscheidet je nach Ereignis, ob und welche Daten übertragen werden: Bei Überschreitung von vorher konfigurierten Parametern alarmiert das System einen Arzt oder Rettungsdienst, gegebenenfalls mit automatisierter Lokalisierung des Patienten über GPS (Global Positioning System). Im Normalfall werden die Daten per Mobilfunk an einen medizinischen Dienstleister übermittelt und in einer XML-basierten elektronischen Patientenakte abgelegt.
Vier Bereiche stehen bei PHMon im Mittelpunkt: Blutdruckmessung, Tonometrie, Atmungsmonitoring und Glukosemessung. Am weitesten fortgeschritten ist nach Auskunft von Wilhelm Stork vom ITIV das belastungsfreie Blutdruckmesssystem, das bereits klinisch erprobt ist. Der Blutdruck wird dabei über den Blutfluss und die Pulswellengeschwindigkeit bestimmt. Zur Berechnung des Blutdrucks werden ein Ein-Kanal-EKG und ein Laser-Doppler-Flusssensor (zur Messung der Blutflussgeschwindigkeit) genutzt. Darüber hinaus hat das Institut auch ein streichholzschachtelgroßes Langzeit-EKG mit integriertem digitalen Signal- und Bluetoothprozessor entwickelt.
Mobile Medical Monitoring (MMM)
Um die prototypische Entwicklung eines mobilen medizinischen Überwachungssystems geht es auch in dem Projekt „Mobile Medical Monitoring“ (MMM). Im Unterschied zu den anderen Vorhaben verfolgen die Forscher einen „Wearable-Computing“-Ansatz, bei der miniaturisierte und hochintegrierte Hardwarekomponenten in ein Kleidungsstück („Medshirt“) eingearbeitet werden sollen. Mehrere Vitalparameter, wie EKG und Blutdruck eines frei beweglichen Patienten, werden parallel gemessen, vorverarbeitet und über herkömmliche Mobilfunkverfahren (GSM/GPRS/UMTS) an eine zentrale Empfangs- und Auswertungsstation übermittelt. Dieser Server befindet sich in einem klinikumsnahen Dienstleistungszentrum. Dort werden mit intelligenten Alarmalgorithmen automatisierte Klassifizierungen, Handlungsempfehlungen und Warnhinweise ermittelt und weitergegeben. Aus der entstehenden Datenbasis sind darüber hinaus retrospektive Analysen der gespeicherten Daten zur Generierung von Behandlungsrichtlinien und zur Durchführung klinischer Studien möglich.
Das BMBF fördert das bis 2004 laufende Verbundvorhaben mit 1,4 Millionen Euro. Beteiligt sind das Institut für Medizinische Statistik und Epidemiologie der Technischen Universität München sowie die Firmen Trium Analysis Online (Projektleitung; Informationen: www.trium.de), München, und Canway Technology, Taufkirchen.
Produktbeispiele
Der IPAQ von Compaq mit einem EKG im Forschungsprojekt PHMon
Der IPAQ von Compaq mit einem EKG im Forschungsprojekt PHMon
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Nicht nur die Forschung, auch die Industrie zeigt großes Interesse an mobilen telemedizinischen Anwendungen und präsentiert für einzelne Bereiche bereits Lösungen.
So haben beispielsweise die TMS Telemedizinische Systeme GmbH, Chemnitz, und die Medizinische Klinik für Kardiologie, Angiologie und Pneumologie der Charité Berlin Campus-Mitte ein Gerät entwickelt, das die Übertragung medizinischer Werte per Handy und Festnetztelefon ermöglicht. Mit „sensor mobile“ können zum Beispiel Menschen mit Herzrhythmusstörungen kurze EKG-Abschnitte aufnehmen, speichern und an ein Callcenter übertragen. Das Gerät ist so groß wie eine Kreditkarte. Der Nutzer legt es sich flach auf die Brust und kann über den Tastenbefehl „EKG aufnehmen“ ein oder mehrere 1-Kanal-EKGs aufzeichnen und über die Infrarot-Schnittstellen des „sensor mobile“ und eines Handys an die Auswertungszentrale in der Charité Berlin senden. Die Daten können auch mit einem Festnetztelefon via DTMF-Töne (Tonfrequenzwählsystem) übertragen werden. Das kardiologische Zentrum sorgt für die Visualisierung und Lesbarmachung der Daten und leitet die Ergebnisse an den zuständigen Arzt weiter. Niedergelassene Ärzte erhalten die Tele-EKGs ihrer Patienten per Fax oder E-Mail. Krankenhäuser können bei Bedarf rund um die Uhr
per Datenfernübertragung EKGs abrufen und auswerten. Dem Nutzer des EKG-Diagnostikdienstes geht per SMS kostenfrei eine Empfangsbestätigung des Auswertungszentrums zu. Dort wird auch ein Kurzbefund erstellt, den der behandelnde Arzt als Zweitmeinung erhält. Gleichzeitig empfängt der Patient einen SMS-Hinweis, dass ein Kurzbefund vorliegt, den er zusätzlich auch telefonisch abfragen kann. Die Daten werden zur Auswertung und Befundabfrage über das T-D1-Netz von T-Mobile versandt. „sensor mobile“ kostet 219 Euro. Hinzu kommt eine monatliche Dienstleistungsgebühr von 19 Euro für die Erstellung der Kurzbefunde und die Übermittlung an den behandelnden Arzt.
Eine ähnliche Dienstleistung für Herzpatienten bietet Philips Telemedizin, Düsseldorf, unter dem Namen „Paxiva“ an (www.teleme
dizin.philips.de; PC 1/02, Seite 29). Der Service wird zurzeit von rund 1 200 Patienten genutzt.
Weitere Produkte sind beispielsweise das Herz-Handy der Firma Vitaphone, Mannheim (www.vitaphone.de), das die Funktionalität eines GSM-Mobilfunktelefons mit telemedizinischen Zusatzfunktionen verbindet. Das Gerät ermöglicht die Aufzeichnung von EKGs, deren Übertragung an das Vitaphone Service Center mit nur einem Knopfdruck und die Bestimmung des Aufenthaltsorts per GPS, sodass im Notfall der Aufenthaltsort des Anrufers lokalisierbar ist. Das EKG wird mit vier Elektroden an der Rückseite des Handys abgenommen, das sich der Patient auf die Brust legt. Bis zu drei Episoden von je 40 Sekunden Dauer können so festgehalten und übermittelt werden. Das Handy kostet 769 Euro und die monatliche Grundgebühr für das Servicecenter 51 Euro.
Das mobile Mini-EKG-Gerät „Cremoni II“ (www.cremoni.de) der Groz AG, Salem, leitet mit vier Elektroden ein Zwölf-Kanal-EKG ab und übermittelt die aufgezeichneten Daten, gegebenenfalls einschließlich wichtiger Atmungsparameter, über die integrierte GSM-Mobilfunktechnologie an das medizinische Zentrum in Pirmasens. Das Diagnosegerät kostet bei Abschluss eines Mietvertrages über fünf Jahre 599 Euro sowie monatlich 109 Euro.
Ausblick
Die Vielzahl der Projekte und Lösungsansätze zeigt das große Interesse von Forschung und Industrie an dem Bereich „mobile health“. Ob sich die mobilen Einzellösungen gegenüber übergreifenden Konzepten am Markt behaupten werden, muss sich noch zeigen. Zwar erscheint der potenzielle Markt für Telemonitoring-Services riesig. Ericsson-Projektmanager Rainer Herzog geht allein in Deutschland von mehr als 25 Millionen Menschen mit Bluthochdruck- und Herzproblemen, Asthma und Diabetes aus. Solange die Patienten aber überwiegend selbst für die telemedizinische Betreuung aufkommen müssen, ist mit einem Boom nicht zu rechnen.
Das System „sensor mobile“ von der TMS GmbH
Das System „sensor mobile“ von der TMS GmbH
Forschung und Entwicklung gehen allerdings weiter: In den USA wird zurzeit ein implantierbarer Monitor getestet, der Herzdaten über eine Telefonleitung in die Arztpraxis überträgt. Der von dem Medizintechnik-Unternehmen Medtronic (www.
medtronic.com) entwickelte „Chronicle implantable Hemodynamic Monitor“ soll innerhalb der nächsten drei Jahren marktreif sein. Der Monitor ist so groß wie eine Streichholzschachtel und wird in den oberen Teil des Brustkorbs implantiert. Ein am Monitor befestigter Sensor stellt die Verbindung zum rechten Herzventrikel her. Im Herzen misst der Sensor Herzfrequenz und -temperatur sowie den Blutdruck. Der Patient aktiviert das Gerät mit einem magnetischen „Stab“, den er über den Brustkorbbereich führt.
Mittelfristig sind Geräte zum Einbau in Toiletten denkbar, die Urin und Stuhl analysieren und Abweichungen von den Normalwerten automatisiert an den Hausarzt übermitteln.
Über die fortschreitende Mikro- und Nanotechnik könnten Blutanalysegeräte so miniaturisiert werden, dass sie sich direkt in die Ader des Patienten einsetzen ließen. So haben Forscher der Universität Basel und des IBM-Forschungslabors in Zürich einen Sensor entwickelt, der zwei Biomarker-Proteine im Blutstrom aufspürt und frühzeitig vor einem Herzinfarkt warnt. Der Patient könnte den Chip zur Auswertung der Messdaten mit integrierten Funkmodul in der Haut tragen.
Heike E. Krüger-Brand

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