Tragbare Geräte können Infektionen, Typ-2-Diabetes und andere Krankheiten erkennen

Michael Snyder, Professor an der Stanford University School of Medicine, ein führender Autor eines wissenschaftlichen Artikels über die Behebung von Anomalien in den physiologischen Parametern einer Person mithilfe tragbarer Elektronik und die Korrelation mit Krankheiten, demonstriert tragbare Elektronik.

Mit dem Aufkommen von Fitness-Trackern und anderer tragbarer Elektronik kam sofort die Idee auf Diese Geräte können zur Überwachung des Zustands verwendet werden. Schließlich ist bekannt, dass viele physiologische Parameter wichtige Informationen über die menschliche Gesundheit liefern. Zum Beispiel Herzfrequenz, Blutdruck, Körpertemperatur.

Tragbare Geräte überwachen ständig die Vitalfunktionen im passiven Modus und senden die Ergebnisse an den Computer eines Benutzers oder eines behandelnden Arztes, ohne dass vor Beginn der Verwendung eine spezielle Wartung oder vorherige Schulung erforderlich ist.

Spezialisten der Stanford University School of Medicine führten eine groß angelegte Studie durch, um festzustellen, wie nützlich die Messergebnisse in der Praxis sind. In allen Fällen wurden Geräte verwendet, die im offenen Verkauf stehen.

Bisher war es möglich, physiologische Parameter nur in der Arztpraxis zu messen, was ein Problem war. Änderungen der Indikatoren wurden oft zu spät erkannt, da eine „gesunde“ Person selten einen Arzt zur Routineuntersuchung aufsucht. Darüber hinaus variieren die physiologischen Parameter stark in Abhängigkeit von Alter, Geschlecht, körperlicher Fitness und anderen Faktoren. Bei der Untersuchung der Indikatoren eines bestimmten Patienten vergleicht der Arzt diese normalerweise mit den durchschnittlichen Indikatoren in der Bevölkerung, und dies ist aufgrund der großen Streuung einzelner Indikatoren nicht immer eine angemessene Bewertung.

Infolgedessen erschweren zu lange Zeiträume zwischen den Messungen die Bestimmung von Änderungen des Gesundheitszustands einer bestimmten Person erheblich. Das Erhalten ständiger Informationen über diese Indikatoren wäre für den behandelnden Arzt eine große Hilfe.

Während des Forschungsprozesses an der Stanford University wurden ungefähr 2 Milliarden Messergebnisse von 60 Personen gesammelt. Dies ist ein kontinuierlicher Datenstrom von tragbaren Biosensoren und regelmäßigen Analysen in einem medizinischen Labor. Im Labor wurde eine Blutuntersuchung durchgeführt, die Genexpression wurde überprüft und andere fortgeschrittenere Tests wurden durchgeführt, um Symptome der Krankheit zu identifizieren.



Ein wichtiges Ziel der Studie war es, das „Basisniveau“ normaler physiologischer Parameter für jede einzelne Person zu bestimmen und festzustellen, wie Abweichungen von diesem Grundniveau mithilfe tragbarer Elektronik ermittelt werden und wie diese Abweichungen mit realen Krankheiten von Menschen korrelieren.

Jeder der Versuchsteilnehmer trug ständig 1 bis 8 Tracker. Die Ärzte zeichneten Veränderungen des Patientengewichts, der Herzfrequenz, des Blutsauerstoffgehalts, der Hauttemperatur und der Aktivität der Menschen auf, darunter Schlafen, Gehen, Laufen und Radfahren, verbrannte Kalorien und sogar die Exposition gegenüber Gammastrahlen und Röntgenstrahlen im Alltag.


Das Expositionsniveau eines der Patienten in einem Zeitraum von 25 Tagen. Die violette Farbe (untere Spalte) gibt die Flugzeit an. Sternchen - Scannen des Handgepäcks beim Einchecken für Flüge auf Flughäfen

Im Allgemeinen wurde eine sehr große Datenmenge gesammelt.


Grundindikatoren eines der Patienten

Die Studie zeigte, dass es nach Berechnung des Grundniveaus physiologischer Parameter tatsächlich möglich ist, Abweichungen vom Grundniveau festzustellen. Sie können eine Korrelation dieser Abweichungen mit externen Faktoren herstellen, einschließlich natürlicher Faktoren, Krankheiten und anderer Faktoren, die sich auf die Gesundheit auswirken. Der entwickelte Algorithmus zur Identifizierung und Erklärung solcher Vorlagenabweichungen in der Zukunft könnte in der Medizin Anwendung finden.

Interessanterweise war unter den Teilnehmern des Experiments einer der Autoren der wissenschaftlichen Arbeit - Professor Michael Snyder selbst. Wie andere Versuchspersonen hatte es sieben Biosensoren während eines Fluges aus Norwegen, als ein Professor unerwartet ungewöhnliche Veränderungen in seiner Leistung bemerkte. Von früheren Flügen wusste er, dass seine Herzfrequenz normalerweise zu Beginn des Fluges anstieg und der Sauerstoffgehalt im Blut während des Fluges gesenkt wurde, aber diesmal normalisierten sich die Indikatoren nach der Landung nicht wieder. Der Professor stellte fest, dass die Indikatoren nicht dem Standard entsprachen - und er war überhaupt nicht überrascht, als er bald Fieber und andere Symptome einer Infektionskrankheit entwickelte.

Zwei Wochen zuvor half der Professor seinem Bruder beim Bau eines Zauns in Massachusetts. Vor der Reise war er sehr besorgt, dass er auf dem Land von einer Zecke gebissen werden und sich mit Lyme-Borreliose infizieren könnte. Deshalb ging er im Voraus zum Arzt und erhielt ein Rezept für Doxycyclin, ein Antibiotikum gegen Lyme-Borreliose. Jetzt, nach dem Auftreten von Anzeichen einer Infektion, führte der Arzt die Tests durch und stellte sicher, dass er sich nicht täuschte - die Erreger der Lyme-Borreliose drangen tatsächlich in den Körper ein.

Es ist beeindruckend, wie einfache kommerzielle Biosensoren die Möglichkeit des Ausbruchs der Krankheit bereits vor dem Einsetzen der ersten Symptome anzeigten.

Die vielversprechenden Ergebnisse der Korrelation früher Krankheitssymptome und Abweichungen von normalen physiologischen Parametern von Biosensoren wurden auch bei anderen Patienten während der Studie beobachtet. Beispielsweise korrelierten bei einigen von ihnen eine erhöhte Hauttemperatur und eine erhöhte Herzfrequenz mit einem erhöhten C-reaktiven Protein in Blutuntersuchungen. C-reaktives Protein ist ein Marker des Immunsystems als Indikator für entzündliche Prozesse, die zu Infektionen, Autoimmunerkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder sogar zu Krebs führen können.


Änderung der physiologischen Parameter während der Infektion

Tragbare Geräte zeigten auch Patienten mit Insulinresistenz - ein Hinweis auf das Risiko von Typ-2-Diabetes. Von den 20 Patienten, die auf Glukosetoleranz getestet wurden, zeigten 12 eine Insulinresistenz. Die Autoren der wissenschaftlichen Arbeit haben einen Algorithmus zusammengestellt, der die Anzahl der pro Tag durchgeführten Schritte, die tägliche Herzfrequenz und die Differenz zwischen Tag- und Nachtherzfrequenz berücksichtigt und mit hoher Wahrscheinlichkeit vorhersagt, welcher der Patienten den Glukosetoleranztest nicht bestehen wird.


Abhängigkeit von Veränderungen des Körpergewichts und des Pulses in Ruhe von der Anzahl der pro Tag durchgeführten Schritte, Statistiken von 43 Patienten

Jede Person kann eine solche Überwachung ihrer eigenen Gesundheit fortlaufend durchführen, und in Zukunft könnten sie durchaus eine medizinische Standardpraxis darstellen. „In unseren Autos befinden sich mehr Sensoren als am menschlichen Körper“, sagt Professor Snyder. Er hält eine solche Situation für abnormal und glaubt, dass es in Zukunft umgekehrt sein wird: Menschen werden mehr Sensoren als Autos haben. Jeder sollte seine Grundlinie kennen und sofort ein Signal erhalten, wenn er von der Norm abweicht.

Wissenschaftliche Artikel veröffentlicht 12. Januar 2017 im Journal of der PLoS Biology .

Source: https://habr.com/ru/post/de400623/