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Analysis, modelling and sensing of both physiological and environmental factors for the customized and predictive self-management of Asthma

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Asthma-Inhalatoren der nächsten Generation

Allein in Europa leiden fast 30 Mio. Menschen an Asthma. Das Projekt myAirCoach entwickelte ein innovatives, intelligentes Inhalationsgerät sowie integrierte, personalisierte mobile medizinische Anwendungen (mHealth) zur Asthmaüberwachung. Dies gibt Asthmapatienten neue Möglichkeiten, ihre Krankheit im Alltag zu handhaben.

Gesundheit

Asthma ist eine chronische Entzündung der Atemwege und die häufigste Erkrankung im Kindesalter, die mit hoher sozioökonomischer Belastung einhergeht. Obwohl Asthma nicht heilbar ist, kann die Symptomatik so weit gelindert werden, dass eine gute Lebensqualität der Patienten erreicht wird. In diesem Zusammenhang entwickelte das EU-finanzierte Projekt myAirCoach ein neues mobiles medizinisches Gerät, mit dem Patienten ihren Gesundheitszustand selbst beeinflussen können. „Unser Ziel war ein personalisiertes Leitsystem, damit Patienten ihr Therapieschema und die Überwachung von Asthma optimieren können“, erklärt Dr. Konstantinos Votis, renommierter Forscher und technischer Koordinator des Projekts. Ziel ist, dass die Patienten ihre Krankheit überwachen, aber auch personalisierte Ziele und Richtlinien wie gesunden Lebensstil, Bewegung und spezielle Nährstoffaufnahme integrieren können. Innovatives Design MyAirCoach ist ein sensorgesteuerter Inhalator, der verschiedene Behandlungs-, Verhaltens- und Umweltfaktoren überwacht und die Daten an ein mobiles Gerät sendet. Seine benutzerfreundlichen Komponenten geben direkt Rückmeldung an die gewünschte Gesundheitseinrichtung, um eine zeitnahe optimale Behandlung sicherzustellen. Die Wissenschaftler von myAirCoach entwickelten eine Pipeline mit neuen Algorithmen und maschinellem Lernen, die u. a. physiologische Messdaten wie Stickstoffoxid in der ausgeatmeten Luft und Umgebungswerte wie Feuchtigkeit auswertet, die von funkgesteuerten Sensoren stammen. Mit einem rechnergestützten Modellansatz werden Verhaltensvariablen (etwa körperliche Aktivität) wie auch persönliche Profildaten dynamisch ausgewertet. Damit können Patienten individuell vorgewarnt werden, wenn sich durch Bedingungen im Innen- und Außenbereich ihr Zustand verschlechtern kann und sie das Risiko einschätzen und senken können. Es folgt einem vorgegebenen Behandlungsschema und erinnert den Patienten an die Einnahme von Medikamenten, um ihn bei jedem Schritt der Inhalationstherapie zu unterstützen. Alle physiologischen Daten und das Einhalten des Therapieschemas werden dann dem medizinischen Betreuer übermittelt. Schwierig war vor allem die Miniaturisierung der Sensoren, um gut in das Selbstverwaltungssystem integriert zu werden. Zudem musste der intelligente Inhalator als fester Bestandteil bestehender klinischer Abläufe und der Asthmatherapie etabliert werden. Tests des Systems an Patienten bestätigten eine klinisch relevante und statistisch signifikante Verbesserung der Asthmakontrolle und eine Verringerung der Verschlechterung von Asthmaerkrankungen. Vorteile der AirCoach-Lösung MyAirCoach ist eine Verbesserung herkömmlicher, relativ komplexer Selbstverwaltungssysteme, die davon ausgehen, dass der Patient die Methode des Selbstmanagements beherrscht. Dr. Votis betont: „myAirCoach wurde so konzipiert, dass diese Lücke für den Patienten durch eine intelligente Sensorumgebung nun geschlossen wird, indem der Patient kaum noch in das Überwachungsverfahren eingreifen muss.“ Die wichtigste Errungenschaft ist zweifellos die personalisierte Reaktion auf die Behandlung und ein Fortschritt, der den Patienten aktiv in die Krankheitsbehandlung einbindet. Insgesamt soll das myAirCoach-System die Strategien für die Behandlung von Asthma auf Patientenbasis optimieren, wobei Krankheitsfortschritt und -entwicklung berücksichtigt werden. Gleichzeitig können medizinische Betreuer den Zustand der Patienten außerhalb der Klinik überwachen und Analyseinstrumente einsetzen, um ihre Behandlungsentscheidung zu unterstützen. Das System hilft auch Angehörigen von Asthmatikern, da diese besser über deren klinischen Zustand und die optimale Medikation informiert werden. Votis sieht „das patentierte myAirCoach-System als Anwendung, die über Asthma hinaus auch auf die Selbstbehandlung anderer Atemwegserkrankungen erweitert werden könnte“. Langfristig können damit die Prozesse genauer geklärt werden, die den Beginn und das Fortschreiten dieser Erkrankungen begründen.

Schlüsselbegriffe

myAirCoach, Asthma, Selbstverwaltung, intelligenter Inhalator, Sensor, Mobilgerät, Gesundheitsüberwachungsdienst

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