Neue Assistenztechnologie zur Berechnung der Tagesdosis bei insulinpflichtigem Diabetes
Laut Weltgesundheitsorganisation sind mehr als 422 Millionen Menschen von Diabetes betroffen, einer häufig chronischen und bislang unheilbaren Erkrankung. Den Angaben zufolge lagen die Gesamtausgaben im Umgang mit der Erkrankung im Jahr 2019 bei 760 Mrd. USD. Viele Betroffene müssen sich mehrmals täglich mittels Spritze oder Insulinpumpe Insulin injizieren, was nicht nur eine enorme psychische Belastung ist, sondern bei schlechtem Management auch mit Begleiterkrankungen einhergehen und bei einer Überdosierung sogar tödlich sein kann. Das EU-finanzierte Projekt PEPPER entwickelte daher eine dezente tragbare Assistenztechnologie, die Diabeteserkrankten Hilfestellung leisten soll. Für eine einfachere Berechnung der täglichen Insulindosis wurden kontinuierliche Glukoseüberwachung, Insulinpumpen und Gesundheitsarmbänder mit KI-Algorithmen (künstliche Intelligenz) und mathematischen Modellen kombiniert. Da bislang kein Entscheidungsunterstützungssystem existiert, mit dem Betroffene ihre Insulindosis auf Basis von Echtzeit-Blutzuckerdaten und körperlicher Aktivität selbst bestimmen können, entwickelte die Forschungsgruppe von PEPPER ein personalisiertes Instrument, das diese Daten auf einer mobilen Plattform erfasst. Das System berechnet die Dosis sowohl auf Basis gemessener Echtzeitdaten als auch manuell eingegebener Daten wie Kalorienverbrauch, Stressniveau und Alkoholkonsum.
Funktionsweise des Gerätes
Nach einer Mahlzeit wird die benötigte Insulindosis mittels App berechnet. Dann liefert das KI-System eine Dosisempfehlung, die sich an der individuellen Krankheitsgeschichte orientiert und dynamisch aktualisiert wird. Die Sicherheit wird dabei über zwei Kontrollstufen gewährleistet. Die erste Sicherheitsstufe kombiniert ein prädiktives Abschaltsystem mit Blutglukosesensor und Warnsignal bei zu niedrigem Blutzuckerspiegel, um Unterzuckerung zu vermeiden. Die zweite Sicherheitsstufe ist ein sicherer Cloud-basierter Server zur medizinischen Fernüberwachung.
Zukunftsweisende Ergebnisse
„Wir freuen uns über die Projektergebnisse, denn sie belegen trotz Einschränkungen den Nutzen dieser Daten. So kann das Management von insulinpflichtigem Diabetes mittels adaptiver Bolusberechnung in Kombination mit einem Sicherheitssystem verbessert werden“, berichtet Projektkoordinatorin Clare Martin. PEPPER ist damit eine praktische Ergänzung zum routinemäßigen Diabetes-Management und kann – über die Anpassungsfunktion – auch bei künstlichen Bauchspeicheldrüsen zum Einsatz kommen. Clare Martin fügt hinzu, dass „die Projekterfolge auch von gesellschaftlicher Relevanz sind, da die Behandlung einfacher wird.“ Schwerpunkt von PEPPER sind technologische Weiterentwicklungen im Diabetes-Management, um den eigenen Umgang mit der Erkrankung zu verbessern und schwere hypo- und hyperglykämische Episoden (Über- bzw. Unterzuckerung) sowie Langzeitkomplikationen zu vermeiden. Die Projektergebnisse werden zudem die Entwicklung neuer mobiler Geräte für das Selbstmanagement fördern. Da die Zahl der Diabeteserkrankten bis 2045 auf 700 Millionen steigen soll, könnte die App von PEPPER maßgeblich von Nutzen für die Gesellschaft sein, da die Behandlung verbessert und Kosten gesenkt werden. „In dieser neuen Ära, in der eine Pandemie Nutzen und Notwendigkeit digitaler Instrumente im Gesundheitswesen unter Beweis gestellt hat, sind wir stolz auf die Entwicklung einer klinisch geprüften Lösung zur medizinischen Fernüberwachung Diabeteserkrankter“, schließt Beatriz López, Leiterin der Arbeit am von PEPPER entwickelten KI-Modul für fallbasiertes Schließen.
Schlüsselbegriffe
PEPPER, Insulin, Diabetes, Gesundheitswesen, Selbstmanagement, tragbare Technologie
