Smartphone-App ermittelt Kohlenhydratgehalt von Mahlzeiten
Mit der Zunahme von Diabeteserkrankungen in den Industrieländern sind wirksame Interventionen gefragt, um die Symptomatik zu lindern und die Lebensqualität zu verbessern. Zum Beispiel kommt es auf die genaue, nichtdestoweniger schwierige Bestimmung des Gehalts an Kohlenhydraten an. Das Marie-Curie-Projekt Industry-Academia Partnerships and Pathways (IAPP) GOCARB (Type 1 diabetes self-management and carbohydrate counting: a computer vision based approach) entwickelte nun für Diabetiker ein automatisiertes System, das den Kohlenhydratgehalt zuverlässig berechnet, einen Fehlerbereich von weniger als 20 Gramm hat und einfach zu bedienen ist. Für die Berechnung macht der Nutzer mit dem Smartphone zwei Fotos von den Speisen auf seinem Teller. Mittels geeigneter Software werden die einzelnen Lebensmittel auf dem Teller dann segmentiert, erkannt und in 3D rekonstruiert. Mithilfe eines Referenzobjekts wird das Volumen der einzelnen Elemente bestimmt und unter Verwendung von Ernährungsdatenbanken der Kohlenhydratgehalt berechnet. Anhand der Daten kann dann die optimale prandiale Insulinmenge ermittelt werden, die der Diabetiker für die Mahlzeit benötigt. Die Forscher erfassten in einem visuellen Datensatz mehr als 5.000 Bilder von Nahrungsmitteln und entwickelten Algorithmen für die Segmentierung, Erkennung, Volumenberechnung und Bestimmung des Kohlenhydratgehalts jeder Mahlzeit in Gramm. Hierfür werden Ernährungsdatenbanken abgefragt. Nach der technischen, präklinischen und klinischen Validierung lieferte der Prototyp viel versprechende Ergebnisse. Für die Berechnungen setzt das Prototypensystem lediglich voraus, dass der Teller rund ist, die Lebensmittel nicht verdeckt sind und nur ein Teller im Bild ist. Anwendbarkeit und Nutzen wurden in einer randomisierten klinischen Crossover-Pilotstudie bewertet. Als Probanden nahmen Typ-1-Diabetiker teil, die unter sensoraugmentierter Insulinpumpentherapie standen und zwei Wochen lang die Vorteile der GOCARB-Methode für die Insulintherapie testeten. Das patentierte GOCARB-System wurde Experten für Diabetestechnologien und Biomedizin auf mehreren internationalen Konferenzen, Workshops und in Zeitschriften vorgestellt. Ein weiterer Vorteil ist die mögliche Erweiterung auf ein breiteres Einsatzspektrum, etwa die Ermittlung von Makronährstoffen.
Schlüsselbegriffe
Smartphone-App, Kohlenhydrat, GOCARB, Typ-1-Diabetes, computergestützte Berechnung, künstliche Intelligenz, Insulin, klinische Studie
