Elektronische Spürnase für die Telemedizin

Die Professoren Dr. Keywan Sohrabi (Kompetenzzentrum für Informationstechnik) und Dr. Volker Groß (Kompetenzzentrum für Biotechnologie und Biomedizinische Physik) leiten das Projekt. Kooperationspartner sind das Ingenieurbüro für Medizintechnik, Wettenberg, und die Professoren Dr. Ulrich Koehler und Dr. Rembert Koczulla von der Klinik für Pneumologie der Philipps-Universität Marburg. Das Projekt wird vom Land Hessen mit 500.000 Euro gefördert.

Die Chronisch Obstruktive Lungenkrankheit (Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD) ist laut Weltgesundheitsorganisation die vierthäufigste Todesursache. In Deutschland leiden etwa sieben Millionen Menschen unter der nicht heilbaren Erkrankung. Hauptsymptome sind Atemnot, Husten und Auswurf.

Ursache ist eine abnorme Entzündungsreaktion, die meist durch Partikel oder Gase ausgelöst wird. Die typische Entwicklung der COPD erfolgt in Schüben, die oft durch Infektionen verursacht sind und irreversible Schädigungen des Lungengewebes zur Folge haben. Wird frühzeitig diagnostiziert, dass sich der Gesundheitszustand des Patienten akut verschlechtert, können therapeutische Gegenmaßnahmen ergriffen werden.

Zu erkennen ist eine herannahende Verschlechterungsphase durch eine Veränderung der Luft, die der Patient ausatmet. „Biomarker wie der PH-Wert, der CO2-Gehalt oder der Anteil von Wasserstoffdioxid in der Atemluft kündigen akute Krankheitsschübe an“, sagt Lungenfacharzt Rembert Koczulla.

Die Wissenschaftler wollen jetzt ein einfaches Atem-Schnelltestverfahren entwickeln, das die Patienten zuhause zur Langzeitüberwachung der COPD-relevanten Biomarker einsetzen können. „Die Sensorik des Testgeräts erkennt und übermittelt diese Informationen an das Handy oder Smartphone des Patienten.

Eine App analysiert die Daten, bereitet sie visuell auf und archiviert sie. Bei Bedarf werden sie verschlüsselt an den behandelnden Arzt oder ein telemedizinisches Zentrum gesandt“, beschreibt Volker Groß das Verfahren.

Die Hauptaufgaben im Projekt sind die Entwicklung einer zuverlässigen Sensorik und die Programmierung der App, mit der die Daten analysiert werden. Dem Patienten soll mit einer Ampel auf dem Display seines Endgeräts klar gemacht werden, wie sein Zustand ist: „Rot bedeutet, dass er sich sofort in medizinische Behandlung begeben muss, auch wenn er noch keine neuen Beschwerden hat“, erläutert Keywan Sohrabi und ergänzt:

„Heute liegt ein großes Problem darin, dass die COPD-Patienten viel zu spät zum Arzt gehen.“ Der Medizininformatiker verspricht sich von dem neuen Verfahren neben besseren Behandlungsmöglichkeiten für die Patienten auch Kostensenkungen – etwa dadurch, dass die Zeiten eines Krankenhausaufenthalts kürzer werden. Aktuell, so Sohrabi, entstünden für COPD-Patienten in Deutschland Kosten von mehr als 20 Milliarden Euro pro Jahr.

Das Forschungsvorhaben hat ein Gesamtvolumen von 670.000 Euro und eine Laufzeit von zwei Jahren. Es wird im Rahmen der Förderlinie 3 der hessischen „Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz“ (LOEWE) unterstützt. Damit bezuschusst die Landesregierung Projekte, bei denen Hochschulen mit kleinen und mittleren hessischen Unternehmen zusammenarbeiten.