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Wie medizinische Wearables und Fitness-Tracker unsere Gesundheit verändern

Auf dem Markt erhältlich sind derzeit nur Produkte für Freizeit, Fitness und Wellness. Wearables für den medizinischen Bereich werden zwar bereits getestet, befinden sich aber noch in der Entwicklung und unterliegen hohen, regulatorischen Anforderungen.

Im Laufe der Jahre haben sich Wearables vom reinen Schrittzähler und der Verbrennung von Kalorien zu Einsichten in wertvolle biologische Daten wie die Vitalfunktionen einer Person entwickelt.

Fitness-Tracker wie Fitbit und andere ‘Wearables’ sind derzeit sehr beliebte Geräte. Justizminister Heiko Maas gestand diese Woche, dass er solche Fitnessgeräte und -apps selbst nutze, stellte aber zugleich die Frage: Sind die Daten eigentlich sicher gespeichert?

Dies ist zwar eine wichtige Frage, jedoch nicht die richtige. Es wird Zeit, dass wir realisieren, dass es nicht nur darum geht, WIE unsere Gesundheitsdaten gespeichert werden, sondern vor allem WO.

Selbstoptimierung war gestern, heute verkaufen Apple und Google Gesundheits-Apps und Fitness-Tracker als Dienst an der Menschheit. Wearables sind technologische Hilfsmittel, die so kompakt sind, dass wir sie einfach am Körper tragen können.

Die Computer im Miniformat erzeugen mit verschiedenen Sensoren eine Vielzahl von Messdaten und lassen sich anhand ihres Nutzens in medizinische und nichtmedizinische Wearables unterscheiden.

Medizinische Wearables haben einen klaren Auftrag: Sie unterstützen bei der Behandlung von Krankheiten und können die Lebensqualität insbesondere von Menschen mit chronischen Erkrankungen verbessern.

Nichtmedizinische Wearables wie Fitnessarmbänder oder Smartwatches können wir dagegen auch ohne medizinische Notwendigkeit aus reinem Interesse an unseren Vitalfunktionen sowie zur digitalen Kommunikation verwenden.

Viele Sportler nutzen sie bereits: Wearables. Fitness- und Wellness-Tracker werden am Handgelenk oder als Brustgurt getragen, messen Vitalwerte des Körpers und zeichnen diese auf. Sie schlagen Alarm bei zu hoher Herzfrequenz oder Normabweichungen von Blutzucker, Blutdruck und EKG.

Aber Vorsicht ist geboten: Bisher gibt es keine Freigabe von Freizeit-Wearables für eine medizinische Anwendung. Und in Deutschland sind bislang auch keine Wearables als Medizinprodukte zugelassen.

Bei VDE DKE arbeiten zwei Spiegelgremien national und international an neuen Normen.

 

 

Markt für Wearables explodiert

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Die Produktgruppe der gesundheitlichen Geräte und Apps, die üblicherweise – aber nicht immer – Bio-Daten aufzeichnen, heißt ‘Wearables’. Der Markt dafür explodiert derzeit! Einigen Voraussagen zufolge wird sich der weltweite Umsatz verzehnfachen: von 4.5 Milliarden Dollar im Jahr 2016 auf 53 Milliarden 2019.

Forscher der University of California experimentieren bereits, ob sie Daten aus vorhandenen tragbaren Oura Smart-Ringen mit dem notwendigen Algorithmus zur Vorhersage einer Infektion bei einer Person ausstatten können.

Das Scripps Research Translational Institute in San Diego registriert Nutzer von Wearables, um Daten zur Prognose der Pandemie-Hotspots zu sammeln. In Europa kombiniert das schweizer Unternehmen Ava sein Wearable zum Fertilitäts-Tracking mit der Symptomatik, um die am besten geeigneten Kandidaten für Tests zu ermitteln.

Seit sie den Massenmarkt erreicht haben, werden Wearables zunehmend kleiner, vielseitiger und vernetzter. Die meisten Wearables lassen sich über Bluetooth mit dem Smartphone verbinden, um die gemessenen Daten darauf zu übertragen und dort auszuwerten.

Dadurch wird ein bluetoothfähiges Wearable zum Teil des sogenannten “Internet of Things” (IoT), dem Internet der Dinge: eine Technologie, durch die Geräte und ihre Daten miteinander über das Internet (oder internetähnliche Netzwerke) verbunden sind.

Bis vor kurzem mussten Patienten Termine bei einem Gesundheitsdienstleister organisieren, Scans und Tests durchführen lassen, dann die Berichte abwarten, um mit der Behandlung zu beginnen.

Heute sind Patienten jedoch mit viel mehr Informationen ausgestattet – und zwar nicht nur mit generischen Informationen, sondern auch mit Details, die auf ihrer persönlichen Gesundheit und Fitness basieren, die ihre smarten Wearables erfassen.

 

 

Arten

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Während Fitness- und Lifestyle-Wearables meist zur Einschätzung und Dokumentation der persönlichen Gesundheit und Fitness genutzt werden, ermöglichen medizinische Wearables kranken und älteren Menschen ein Leben mit weniger Einschränkungen.

Wearables sind Minicomputer, die am Köper getragen werden und über Sensoren und Elektroden verfügen. Sie messen permanent oder auf Wunsch des Trägers die Vitalwerte des Körpers. Am häufigsten verbreitet sind sie als Smartwatches. Weitere Varianten sind zum Beispiel

Brustgurte,

Activity Tracker (Fitness-Tracker),

intelligente Pflaster (en: Smart Patches) sowie

in Kleidung vernähte Sensoren (en: Smart Textiles).

Medizinische Wearables benötigen eine behördliche Zulassung, wohingegen Fitness-Wearables, sofern sie rein äußerlich angewendet werden, meistens frei verkäuflich sind.

Aufgrund des technologischen Fortschritts sowie der gestiegenen Ansprüche der Nutzer wird die Grenze zwischen Fitness und Medizin immer fließender: Früher konnten Fitness-Wearables, wenn überhaupt, nur wenige medizinisch relevante Daten erheben.

Heute warnen einige Produkte bereits vor möglichen Risikofaktoren eines Herzinfarktes. Umgekehrt werden vormals als reine Lifestyle- und Fitness-Wearables ausgelegte Geräte auch für medizinische Zwecke weiterentwickelt.

Da diese Geräte eine Überwachung in Echtzeit signifikant erleichtern, spielen sie sowohl bei der Erkennung als auch bei der Behandlung chronischer Erkrankungen eine wichtige Rolle.

Bei der Diagnose von Alzheimer eröffnen digitale Lösungen ganz neue Möglichkeiten, beispielsweise indem sie verschiedene Faktoren wie Gehgeschwindigkeit, Motorik, Sprache, Herzfrequenz und Schlafmuster aufzeichnen.

Bei Patienten mit chronischen Erkrankungen verringern sich auf diese Weise unter anderem die Anzahl der Wiedereinweisungen in ein Krankenhaus sowie die Kosten für die Gesundheitsversorgung.

 

 

Wearables in der Medizin

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Die derzeit auf dem Markt erhältlichen Wearables sind nicht für den medizinischen Einsatz zugelassen. Die Grenzen zwischen Wearables für Freizeit, Fitness und Wellness auf der einen und medizinischen Wearables auf der anderen Seite sind jedoch fließend.

Lebenswichtige, körperliche Funktionen unterstützen, Patienten mehr Freiheiten bieten und Ärzten und Forschern neue Erkenntnisse ermöglichen – medizinische Wearables übernehmen entscheidende, gesundheitsbezogene Aufgaben.

Fitness-Tracker, und implizieren über geschickte Aussagen einen medizinischen Zusammenhang. Die Zielgruppe: Freizeitsportler. Verbraucher*innen können häufig aber nur schwer durchschauen, welchen Nutzen die Messwerte tatsächlich bringen.

Dafür müssen sie zunächst ihre Wirksamkeit und ihre einwandfreie Funktion in Studien und Tests unter Beweis stellen. Zugelassen werden nur Geräte, die einen echten Mehrwert bieten, sicher sind und verlässliche Daten hervorbringen. 

Dazu gehören sowohl speziell durch medizinische Forschung entwickelte Wearables als auch Smartwatches und Tracker, die ursprünglich aus dem Lifestyle- und Fitness-Bereich stammen und nun medizinische Zwecke erfüllen sollen.

Viele moderne, medizinische Wearables lassen sich äußerlich anwenden. Meist ersetzen sie ältere und unhandliche Messinstrumente oder ermöglichen zusätzliche Messungen, die mehr Sicherheit und einen besseren Überblick zu den relevanten Daten bieten.

Dank der Wearables können Pharmaunternehmen die Einführung digitaler Praxen anstreben und den Übergang zu virtuellen oder dezentralisierten klinischen Studien vollziehen.

Patientenzentrierte Studien führen zu Lösungen, die sich auf modernste Technologien stützen, um maßgeschneiderte Modelle des Pflegemanagements zu ermöglichen.

Auf der anderen Seite denken Versicherungsunternehmen darüber nach, eine Art Prämien- und Belohnungsprogramm einzuführen, das auf dem Engagement des Versicherungsnehmers basiert, die eigene Gesundheit zu verbessern.

 

 

Fitness- und Lifestyle-Wearables

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Selbstvermessung fürs Handgelenk: Längst haben sich Wearables als schickes Accessoire bei technikaffinen Konsumenten und gesundheitsorientierten Freizeitsportlern etabliert.

Ihre Genauigkeit nimmt mit dem technologischen Fortschritt immer weiter zu, bleibt aber noch verbesserungsfähig. Trotzdem liefern die erhobenen Daten einen Indikator für das persönliche Gesundheitsverhalten:

Sie sollen uns bewusst machen, wie viel oder wenig wir uns bewegen und uns dazu motivieren, unseren privaten Alltag aktiver und gesünder zu gestalten.

 

 

Fitnessarmbänder und -tracker

Viele Fitnessarmbänder, auch Fitnesstracker genannt, sind bewusst schlank gestaltet, damit sie im Alltag nicht stören.

Am Handgelenk wirken sie meist eher wie Schmuck, während Sportuhren und Smartwatches oft wie Minicomputer aussehen. Einige Fitnessarmbänder verzichten sogar auf ein Display. Die Datenauswertung erfolgt bei ihnen allein über das Smartphone.

Die Tracker zählen meistens unsere Schritte, berechnen daraus den jeweiligen Kalorienbedarf für den Tag und erinnern uns daran, bei der Arbeit am Schreibtisch gelegentlich aufzustehen.

Sie nutzen in der Regel eine Kombination aus zwei verschiedenen Sensoren: der eine misst die Beschleunigung, der andere die Rotation. Der Beschleunigungssensor bestimmt die Geschwindigkeit unserer Bewegungen, während der Drehungssensor die Richtung dieser Bewegungen erfasst.

 

 

So gut wie in Krankenhäusern

“Auf klinischer Qualitätsebene” – die Geräte sollen also so gut werden wie jene, die in Krankenhäusern genutzt werden. Diese Entwicklung wird vor allem durch die massiven Datenmengen ermöglicht, die generiert werden.

Diese nutzen wiederum die Hersteller, um die eigenen Algorithmen zu verbessern und zu trainieren. Im Jahr 2015 wurden weltweit 25 Millionen Fitness-Tracker verkauft, 2014 verkaufte allein Fitbit satte 20 Millionen Stück.

Wenn du von einigen Geräte noch behaupten kannst, sie dienten eher der Unterhaltung (Erkennung von Schritten, Gewicht, Schlafmustern), setzen sich andere Projekte mit spezifischen Krankheiten und Therapien auseinander.

Google arbeitet zusammen mit Dexcom, Novartis und Sanofi daran, Diabetes zu bekämpfen. So werden zum Beispiel auch intelligente Kontaktlinsen entwickelt, die deinen Glukosewert messen und die Daten an das Smartphone schicken können.

Also keine Nadel mehr für Diabetespatienten? Das würde tatsächlich eine unglaubliche Steigerung der Lebensqualität bedeuten – und viel niedrigere Kosten. Kein Wunder, dass die Krankenkassen solche Technologien gern mitfinanzieren.

 

 

Tracker zur Blutzuckermessung

 

Gesundheitstracker vereinfachen die Kontrolle der Messwerte bei Patienten mit chronischen Krankheiten. Im medizinischen Bereich sind sensorbasierte Blutzuckertracker heutzutage verbreitet.

Für eine Blutdruckmessung oder Blutsauerstoffmessung haben Wearables an ihrer Unterseite einen Sensor. Dieser erzeugt ein flackerndes, grünes Licht, das durch die Haut dringt. Dort wird das Licht vom Blut in kleinen Gefäßen reflektiert. So werden der Blutdruck und die Blutsauerstoffkonzentration gemessen.

Für Patienten mit einer bekannten Bluthochdruckdiagnose sind Wearables für Freizeit, Fitness und Wellness aufgrund ihrer Ungenauigkeit allerdings nicht zu empfehlen und können bei falscher Anwendung sogar zu einer Gefahr für betroffene Personen werden.

Früher mussten sich Diabetiker mehrmals täglich in den Finger stechen, und das Blut von einem Messgerät analysieren lassen. Heute überwacht ein wenige Millimeter großer Sensor an der Rückseite des Oberarms dauerhaft den Blutzuckerspiegel.

Alle 60 Sekunden liefert ein Fühler den Zuckerwert der Zwischenzellflüssigkeit. Das zugehörige Messgerät kann den Wert jederzeit ablesen – auch durch die Kleidung.

Dank der durchgehenden Messung kann das Gerät eine Prognose abgeben, ob der Blutzucker steigt oder sinkt. Diese Trends visualisiert eine entsprechende App in einem übersichtlichen Diagramm.

 

 

Sportuhren und Smartwatches

Ob beim Joggen, Fahrradfahren oder Schwimmen: Mit Sportuhren lassen sich die zurückgelegten Strecken aufzeichnen und die gesammelten GPS-Daten an entsprechende Apps und Plattformen übertragen.

Neben einem Bewegungsmuster und der Anzahl der Schritte erfassen diese teilweise auch die Herzfrequenz der Sportler. So lassen sich Unterschiede zwischen Ruhe- und Belastungspuls ermitteln und die Intensität des Trainings gezielt überwachen. Früher setzten Pulsuhren dabei auf einen zusätzlichen Brustgurt.

 

 

 

Auf einen Blick: Tragbare Technologie zur Gesundheitsförderung

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Schlaganfälle sind in Deutschland die dritthäufigste Todesursache. Dem sollen künftig, so hoffen die Hersteller, Smartwatches entgegenwirken.

Mittels Miniatur-EKG-Geräten für das Handgelenk können gefährdete Menschen selbst Elektrokardiogramme erstellen, um einem eventuellen Vorhofflimmern mit erhöhtem Risiko eines Schlaganfalls auf die Spur zu kommen.

Welches Gerät zum jeweiligen Patienten passt, hängt vor allem von dessen Symptomen ab. In der Regel setzen die Ärzte je eine Sonde in die Hauptkammer des Herzens und eine in die Vorkammer ein.

Diese Sonden geben, von einem neben dem Herzen implantierten elektronischen Schrittmacher gesteuert, in regelmäßigen Abständen elektrische Impulse an den Herzmuskel ab.

Geräte der neuesten Generation sind derart klein, dass sie direkt in die Herzkammer implantiert werden können. Sonden sind dadurch überflüssig. Ein Herzschrittmacher kann zudem den Herzrhythmus aufzeichnen und Aufschluss über die Art der Herzrhythmusstörungen geben.

 

 

Smartwatches für die ambulante Überwachung und Nachsorge

 

Der Markt an medizinischen und Fitness-Wearables ist sehr vielfältig und bietet zahlreiche Möglichkeiten, die eigene Gesundheit und Fitness zu verbessern.

Die Geräte werden kontinuierlich weiterentwickelt und und immer kleiner, leistungsfähiger und multifunktionaler. Dabei verschwimmen die Grenzen zwischen medizinischen und Fitness-Wearables zunehmend.

Fitnessarmbänder und Smartwatches können dazu beitragen, uns unseren Lebensstil bewusst zu machen und auf dieser Basis positiv zu verändern. Dennoch besteht neben zahlreichen Vorteilen auch einiges Verbesserungspotential vor allem in puncto Datenschutz.

Medizinische Wearables können lebenswichtige, körperliche Analysen übernehmen, die zuvor nur mit invasiven Methoden möglich waren. Damit verhelfen sie insbesondere älteren oder chronisch kranken Menschen zu neuer Lebensqualität.

Nicht zuletzt könnten Wearables die Gesundheitsforschung zukünftig unterstützen, indem die Trägerinnen und Träger einer Nutzung ihrer Vitaldaten für entsprechende Studien zustimmen. Mit Blick auf die aktuelle Forschung zu unserem mobilen Gesundheitsverhalten scheint eines klar: Die Zukunft ist tragbar.

 

 

Die Grenzen von Wearables

Bei vielen Geräten, insbesondere bei Fitness-Wearables für den Consumer Bereich, bestehen noch funktionale und messtechnische Verbesserungsmöglichkeiten. Auch deren Anbindung an das Internet der Dinge wird äußerst kontrovers diskutiert – vor allem aus Gründen des Datenschutzes.

 

 

 

Wir brauchen eine unabhängige Plattform

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Was wir also wirklich brauchen, ist ein technischer Standard für die Speicherung medizinischer Daten – unabhängig davon, wer der Hersteller des Geräts oder Programms ist.

In einer idealen Welt gäbe es auch noch eine App und Webseite, die firmenunabhängig sind und ein Dashboard deines Lebens abbilden. Die Daten werden dann auf den Server von zum Beispiel einer Stiftung gespeichert.

Damit DU bestimmen kannst, was mit deinen medizinischen Daten passieren sollte und mit wem sie geteilt werden. Damit du komplett unabhängig von Unternehmen und Behörden bist.

Regierungsbehörden und Datenschutzaktivisten streiten schon seit Jahren über die Einführung einer elektronischen Patientenakte (EPA).

Und Giovanni Buttarelli, EU-Kommissar für Datenschutz, veröffentlichte im Mai 2015 einen Report, in dem er verkündigte, dass Daten, die von Wearables generiert werden, persönlich und daher Eigentum des Kunden seien.

 

 

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