Dtsch Arztebl 2014; 111(45): [18] 23 Artikel im Heft, Seite 14 von 23, von Krüger-Brand, Heike E.
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Mobile Health: Fitness- und Gesundheitswächter
Die Vielfalt körpernaher elektronischer Geräte – sogenannter Wearables – wächst rasant. Sie treiben die Entwicklung mobiler Anwendungen im Gesundheitsbereich voran, werfen aber auch Fragen, etwa nach Effektivität und Datenschutz, auf.
Foto: Fotolia/Oleksiy Mark
vitätstracker, Datenbrillen oder Sensor-Broschen und -Halsketten ist inzwischen nicht mehr nur in den USA ein Massenphänomen, sondern wird auch hierzulande immer beliebter. Die „Quantified-self“-Community – die Gemeinschaft von Menschen, die sich permanent selbst beobachten und Daten etwa zu Ernährung, Gesundheit, Körperumfang oder Verhalten sammeln und auswerten – wächst stetig. Als Keimzelle dieses Trends gilt ein Blog, den zwei Redakteure des US-amerikanischen Technikmagazins Wired im Jahr 2007 gestartet haben. Heute findet die Idee der Selbstvermessung und der „Selbsterkenntnis durch Zahlen“ Anhänger auf der ganzen Welt: Derzeit verzeichnet die Website 174 lokale Gruppen in 38 Ländern und 121 Städten mit 35 470 registrierten Das Sammeln persönlicher Kör- Mitgliedern (www.quantifiedself. per- und Fitnessdaten über kleine org). „Gadgets“ wie Smartwatches, AktiDie Idee des „Self Tracking“ ist nicht wirklich neu: Schon vor 20 Jahren hat Adidas einen Schuh mit integriertem Schrittzähler herausgebracht. Für einen breiten Durchbruch dieser Idee fehlten damals jedoch noch zwei Voraussetzungen: Die starke Verbreitung von Smartphones und Tablets, die auch die Entwicklung leistungsfähiger und vor allem kostengünstiger Sensoren und Übertragungstechniken vorangetrieben hat. Hinzu kommt der Aufschwung der sozialen Netzwerke, in denen viele Menschen private Details von sich preisgeben, sich mit Freunden und Gleichgesinnten austauschen und diese Funktionen unter anderem auch für Sport und Fitness nutzen. Anzeige
Experten gehen davon aus, dass der Trend von einer Sport- und Lifestyle-Bewegung hin zu eher medizinischen Anwendungen für gesundheitsbewusste und für bereits erkrankute Menschen gehen wird. Bereits 22 Prozent der Deutschen nutzen Applikationen auf ihrem Handy, um ihre Gesundheitswerte zu kontrollieren oder um sich über Krankheitsbilder und Symptome zu informieren. Fitness- und Ernährungstipps holen sich zwölf Prozent der Befragten durch die Mini-Programme. 65 Prozent der Befragten finden eine App, die medizinische Werte misst und direkt an den Arzt übermittelt, hilfreich. Das sind Ergebnisse einer repräsentativen Umfrage zum Thema „Medizin- und Gesundheits-Apps“ der IKK classic von Ende Mai 2014.
Foto: Fotolia/Pulse O2: Aktivitätstracker von der Firma Withings (www.withings.com) zur Verfolgung der Aktivität (Schritte, zurückgelegte Entfernungen und Höhenunterschie-
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de sowie verbrauchte Kalorien), des Schlafs und der Vitalwerte. Zudem misst er über vier LEDs die Herzfrequenz und den Sauerstoffgehalt im Blut. Letzteres ist eine Beurteilung des Sauerstoffsättigungsgrads, bei der die Gesamteffizienz der Atemfunktion überprüft wird. Bergsteiger und Athleten, die in großer Höhe trainieren, können das Gerät zum Schutz gegen Hypoxie einsetzen. Der Pulse O2 wird per eingebetteter Bluetooth-Niedrigenergie-Technologie automatisch mit dem Smartphone synchronisiert. Die Daten werden an den kostenfreien gesicherten Withings-Account übertragen, bearbeitet und in den dafür vorgesehenen Web- und Mobil-Apps bereitgestellt (iOS und Android). Zudem lassen sich die Produkte mit Google Fit verbinden. Withings-User, die Android verwenden, können so ihre Messdaten zur Google-Fit-Plattform senden und von dort zu jeder anderen mit Google Fit verbundenen App.
Florian Schuhmacher, Gründer und prominenter Vertreter der „Quantified self“-Bewegung in Deutschland, sieht als Trends bei den Wearables, dass die Geräte „immer smarter“ werden. Sie enthalten beispielsweise zunehmend mehr Sensoren, etwa zur Erfassung von Puls, verbrauchten Kalorien und Körpertemperatur. 3-D-Sensoren können Aktivität in Bewegung oder im Schlaf messen und dokumentieren, ebenso Kraft in sportlichen Übungen oder die Körperhaltung und etwa Vibrationsalarm bei schlechter Körperhaltung auslösen. Zunehmend mehr Details über den Körper lassen sich somit aufzeichnen und über bestimmte Zeiträume vergleichen. Gleichzeitig wächst die Akzeptanz bei den Nutzern durch Fortschritte in der Produktentwicklung, die eine einfachere Handhabung und Bedienbarkeit ermöglichen. Während früher die Geräte beispielsweise um-
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ständlich über den Computer synchronisiert werden mussten, können sie heute mehr Daten speichern und verarbeiten und per Bluetooth übertragen. Eine Hürde sei derzeit noch die Batterielaufzeit der Gadgets, meinte Quantified-Self-Experte Schumacher. Auch hier gibt es Fortschritte: Das Unternehmen Intel habe beispielsweise ein Induktionsladegerät als drahtlose Energiequelle entwickelt, bei dem zum Beispiel der Träger eines Hörgerätes dieses einfach in die Induktionsschale legen könne und dieses automatisch wieder aufgeladen werde. Smarte Textilien Ein spezielles Segment der Wearables sind smarte Textilien, die unter anderem die Muskelaktivität, Balance, Kraft und Position von Körperbewegungen etwa bei Yoga oder anderen körperlichen Aktivitäten erfassen können. Ein Beispiel dafür ist das T-Shirt „ambiotex“ (www. ambiotex.com), ursprünglich eine Entwicklung des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen (IIS), das noch in diesem Jahr Markt- und Serienreife erreichen soll. Das Shirt misst beim Tragen kontinuierlich Körpersignale und überträgt die Daten per Funk an ein Smartphone oder Tablet zur Auswertung und Speicherung. Hierfür sind leitfähige textile Elektroden im Trikotstoff eingearbeitet, die die Herzaktivitäten des Trägers sowie Häufigkeit und Tiefe der Atemzüge erfassen. Eine abnehmbare Elektronikeinheit im Brustbereich, die magnetisch von außen am Shirt befestigt ist, sorgt für die Übertragung der Vitaldaten an die ambiotex-App auf dem Smartphone. Zusätzlich zur
Auswertung und Visualisierung der Herztätigkeit und Atmung bildet die App über GPS-Tracking genaue Ergebnisse der körperlichen Aktivität ab und zeigt den Kalorienverbrauch an. Über eine integrierte Sturzerkennungs- und Alarmfunktion mit autmatisierter Helferbenachrichtigung können Sportler in einer Notsitation wie etwa einem Unfall einen Alarm auslösen und die eigenen Geodaten übermitteln.
June: Das Schmuckarmband mit UV-Sensor, der die Sonneneinstrahlung misst und auf Basis eines zuvor eingegebenen Profils den Nutzer per Smartphone-App warnt, wann er etwa Sonnencreme mit welchem Lichtschutzfaktor nutzen oder Hut und Sonnenbrille aufsetzen sollte. Derzeit ist die Entwicklung der Firma Net atmo erst für iPhones 4s aufwärts erhältlich, ab Ende 2014 auch für Android-Phones. Foto: Netatmo
„Das Shirt bietet völlig neue Möglichkeiten für Sport, Freizeit und Wellness, aber auch für die Medizinbranche“, meint Christian Hofmann, Ingenieur am IIS. Es könnte künftig Senioren oder Rehapatienten bei Gymnastikübungen oder beim Fahrradfahren unterstützen und vor möglicher Überlastung Seite 2
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warnen. „Ist der Puls beispielsweise hoch, während die Atemfrequenz und die Bewegungsaktivität niedrig sind, könnte dies ein Hinweis auf mögliche Herzprobleme sein“, erläutert Hofmann. Zunächst wird die Lösung zwar als ein Lifestyle-Produkt vermarktet, eine Zulassung als Medizinprodukt wird von dem Startup-Unternehmen jedoch angestrebt.
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Hinzu kommt, das der Austausch von Daten zwischen Gesundheitsdiensten und Pharmaunternehmen die Sorge um den Datenschutz aufkommen lässt. Die Unternehmen der Gesundheitsbranche müssen gewährleisten können, dass keine unbefugten Dritten auf die Daten zugreifen können. So hatte etwa die IKK-Studie auch ergeben, dass die Deutschen eher verhalten reagieren, wenn es um den Online-Austausch Wachstumsbranche von sensiblen Gesundheitsdaten Einer Studie von Frost & Sullivan geht, und sich höhere Sicherheitszufolge („Sensor Technology Inno- standards wünschen. vations Enabling Qunatified-Self“; http://bit.ly/1BWbUxW) haben Große IT-Konzerne haben den Wearables in der Gesundheits- und Markt schon länger für sich entWellness-Branche beträchtlich an deckt und arbeiten an entsprechenBedeutung gewonnen. Das Quanti- den Lösungen: Ende Oktober hat fied-Self verschaffe dem Einzelnen Google seinen Gesundheitsdienst einen besseren Einblick in seine „Google Fit“ gestartet, eine offene persönlichen physiologischen Pa- Plattform für die Verwaltung von rameter, die bisher noch nicht ana- Gesundheitsdaten, auf der Daten lysiert worden seien, meint Kumar aus verschiedenen Android-Apps Pal, Analyst bei Frost & Sullivan. zentral in einer Datenbank erfasst und ausgewertet werden können. Die Unternehmensberatung Art- Daten wie Schrittzahlen, Pulsmeshur D. Little schätzt, dass bis zum sungen oder Schlafanalysen solJahr 2020 der Markt für digitale len innerhalb des Portal zu einem Gesundheit von derzeit circa 61 auf ganzheitlichen Gesundheitsbild des 233 Milliarden US-Dollar anstei- Nutzers zusammengefügt werden gen wird. Da insbesondere der Ge- können, Partner sind so bekannte sundheitsbereich eine Rolle für die Firmen wie Adidas, Nike, Withings, Quantified-Self-Bewegung spielt, Runtastic oder LG. zählen Aspekte wie Zuverlässigkeit und Genauigkeit bei der Datener- Der südkoreanische Elektronikfassung und die nahtlose Interope- konzern Samsung engagiert sich rabilität derzeit noch zu den tech- ebenfalls seit längerem in diesem nischen Herausforderungen. Damit Bereich und hat mit SAMI („Samdie Potenziale der tragbaren Kör- sung Architecture Multimodal Inpermessgeräte im Gesundheitsbe- teractions“; www.samsung.com/ reich ausgeschöpft werden können, us/globalinnovation/innovation_ müssen die Vernetzungsmöglich- areas/#digital-health) eine weitere keiten der Geräte zudem noch stär- Cloud-Plattform für Körpermessgeker erweitert und optimiert werden. räte im Angebot.
Auch der Konkurrent Apple will in den Gesundheitsbereich einsteigen und voraussichtlich im Herbst mit dem „Healthbook“ für die neue Betriebssystemversion iOS 8 starten. Ob Trainingsprogramme, Diäten oder Überwachung von Körperfunktionen – alles soll künftig in der zentralen Health-App gemanagt werden können. Der Konzern setzt dabei nicht auf Drittanbieter, sondern plant vielmehr, die Daten direkt ins geschlossene System zu integrieren. Auch die Speicherung von Notfallinformationen soll möglich sein: Der Nutzer soll Blutgruppe, Name, Geburtsdatum, Medikamente, Gewicht, Organspendestatus und die Adresse von Verwandten hinterlegen können. Die Daten sollen optional auch an einen Arzt weitergeleitet werden können, falls wichtige Gesundheitswerte überschritten werden und ärztliche Hilfe erforderlich wird. Darüber hinaus beobachten auch die Krankenkassen die Entwicklung mit großem Interesse. Sie sehen vor allem Möglichkeiten für Präventionsprogramme. So hat der AOK Bundesverband in den vergangenen zwei Jahren unter dem Namen „Gesundheitscoach“ eine App für Smartphones und Tablets mitentwickelt, das Gesundheitsmuffel dabei unterstützen soll, einen gesunden Lebensstil zu entwickeln. Der Gesundheitscoach wurde im Rahmen eines vom Bundeswirtschaftsministerium mit 2,4 Millionen Euro geförderten Forschungsprojekts des Innovationszentrums „Connected Living“ (www.connected-living. org) konzipiert. An dem Projekt haben sich unter anderem auch die Seite 3
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Deutsche Telekom und die Technische Universität Berlin beteiligt. „Mit den Ergebnissen des Gesundheitscoaches wollen wir zum Beispiel neuartige Unterstützungsangebote für pflegebedürftige Menschen entwickeln“, erklärt Jürgen Graalmann, Vorstandsvorsitzender des AOK-Bundesverbandes. In Zukunft werde es immer mehr Technologien geben, die sich mit der Gesundheit der Menschen befassen, so Graalmann. „Die AOK will diese Entwicklung mitgestalten.“ Projekte der Kassen Basierend auf dem Alter, dem Gewicht und dem Body-Mass-Index des Nutzers erstellt die Anwendung ein personalisiertes Ernährungs(„Ernährungscoach“) und ein individualisiertes Trainingsprogramm („Aktivitätscoach“). Ein Teil des Ernährungscoaches ist zum Beispiel eine Rezeptsuche, über die der Nutzer Gerichte findet, die das Programm auf Basis seines Gesundheitsprofils empfiehlt. Ein Teil des Aktivitätscoaches ist das „SmartBike“, das je nach Gesundheitszustand des Nutzers die Belastungsintensität des Hometrainers automatisch einstellt. Zudem kann der Nutzer beim Strampeln auf dem Fernsehbildschirm virtuelle 3-D-Touren durch Großstädte absolvieren. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt hat den Gesundheitscoach nach Abschluss der Entwicklungs- und Testphase ausgewertet und positiv beurteilt: Der Coach sei ein neuartiges Konzept, das wertvolles Wissen für die Entwicklung individualisierter Versichertencoaches liefere.
Technologien Prävention in den eigenen vier Wänden betreiben. Bereits in der Versorgung Ein Modul des digitalen Coaches wird derzeit bereits in Nordrhein-Westfalen in der Versorgung eingesetzt. Gemeinsam mit einer Reha-Klinik im nordrhein-westfälischen Bad Driburg profitieren Versicherte der AOK Nordwest während ihres Reha-Aufenthaltes vom „SmartWorkout“, einem individualisierten Gesundheitstraining, bei dem der Versicherte Übungen zur Förderung seiner Kraft, Beweglichkeit und Koordinationsfähigkeit macht. BioSport In-Ear-Headphone: Der US-Konzern Intel hat mit optischen Sensoren ausgestattette In-Ohr-Kopfhörer vorgestellt, die den Puls ihres Trägers messen, während dieser Musik hört. Außerdem dokumentieren sie – wie normale Aktivitätstracker auch – die zurückgelegte Distanz, Geschwindigkeit, Höhe und Schrittzahl und berechnen den Kalorienverbrauch. Mit der App „Runkeeper“ werden die Daten am Smartphone ausgelesen. Die Kopfhörer benötigen keinen Akku und kein Ladegerät, sondern werden über die Kopfhörerbuchse des Smartphones, an das sie angeschlossen sind, mit Strom versorgt. Sie sollen noch in diesem Jahr erhältlich sein. Heartrate Monitor Earphone: LG Electronics (www.lg.com) hatte zuvor bereits einen ähnlichen In-Ohr-Kopfhörer vorgestellt, bei dem Sensoren den Herzschlag und den Blutsauerstoffgehalt des Trägers messen und per zugehöriger App auswerten. Foto: Intel
„Mit neuen, digitalen Technologien können wir das Thema Prävention bislang schwer erreichbaren, jedoch technikaffinen Zielgruppen näher bringen“, erläutert Kai Kolpatzik, Leiter der Präventionsabteilung im AOK-Bundesverband. Auch alte oder kranke Menschen sowie Berufstätige könnten mit Hilfe solcher
Einige Krankenkassen haben auch bereits Pilotprojekte zur Erfassung von Körperdaten ihrer Mitglieder gestartet und wollen prüfen, wie sich dies mit Bonuszahlungen an die Versicherten verbinden lässt. Ein Beispiel hierfür ist das Projekt „AOK mobil vital“ der AOK Nordost gemeinsam mit dem Schweizer Fitness-Portal Dacadoo (www.aok.de/ portale/nordost/mobil-vital/index. php?3). Die Teilnehmer geben dabei über die Smartphone-App „Moves“ Daten wie Größe, Gewicht und Aktivitäten ein, aus denen das Portal einen „Health Score“ berechnet, der sich durch gesundheitsbewusstes Verhalten und Sport verbessern lässt. Rechtlich ist es einer Krankenkasse erlaubt, Bonuszahlungen an die Aktivität der Versicherten zu knüpfen, sofern sie nachweist, dass das Bonusprogramm durch Einsparungen finanziert wird, die mit diesem Programm erzielt werden. Damit will man ausschließen, dass Seite 4
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Versicherte, die nicht daran teil- können die Teilnehmer an dem Bonehmen, die Kosten dafür tragen. nusprogramm damit Punkte sammeln und bis zu 150 Euro sparen. Versicherte der Daimler-Betriebskrankenkasse können ebenfalls seit diesem Jahr Bonuspunkte mit einer Fitness-App wie „Runtastic“ sammeln: Wer im Jahr mindestens 100 km läuft und/oder 250 km Rad fährt und dies dokumentiert, erhält bis zu 100 Euro Prämie (www.daimler-beDexcom G4: System zur kontinuierlichen triebskrankenkasse.com/Gesund_ Glukosemessung im Unterhautfettgewebe. bleiben/Im_Alltag/100_PRO_AKDurch das Kalibrieren zweimal am Tag mit TIV). dem Blutzuckermesswert passt das System den gemessenen Gewebezucker dem Blutzucker an. Der Fühler des Glukosesensors wird mittels einer Einführhilfe durch die Bauchhaut in das Unterhautfettgewebe gelegt. Der Fühler ist sehr dünn (zwei Haare breit) und flexibel. Im Fühler liegt eine Platinelektrode, umgeben von einer hochempfindlichen Membran. Die Konzentration des Gewebezuckers wird mit dem Bioenzym Glukoseoxidase, das sich auch im Fühler befindet, gemessen. Der Sensor wird mit einem hypoallergenen Pflaster auf der Haut fixiert. Eine Messung des Blutzuckerwerts erfolgt alle fünf Minuten. Das externe Empfängergerät speichert die Daten für die spätere Auswertung am PC und warnt den Nutzer, wenn der Wert von einem definierten Bereich abweicht (http://dexcom. com/de). Foto: Dexcom
Ein ähnliches Angebot stellt die kostenfreie FitCheck-App der DAK dar (www.dak.de/dak/gesundheit/ FitCheck-App-1164446.html). Sie soll die Ausdauer der Nutzer beim Laufen, Radfahren, Skaten oder Walking verbessern. Gleichzeitig
und zwar nicht nur im Hinblick auf den medizinischen Nutzen, sondern auch auf den potenziellen Schaden, der durch solche Methoden auch entstehen kann“, forderte daher Dr. med. Franz-Joseph Bartmann, Vorsitzender des Telematikausschusses der Bundesärztekammer (Neue Osnabrücker Zeitung, 3. September).
Neu sei, dass Patienten gesundheitsbezogene Daten selbst erzeugen und in die medizinische Versorgung einfließen lassen könnten. Die Herausforderung für die Forschung sei dabei zu klären, welche Daten Mögliche Risiken Kritiker befürchten, dass künftig die in welcher Frequenz übermittelt an Krankenkassen die Versichertenbei- welchen Arzt dem Patient tatsächträge an das per App aufgezeichnete lich nützten. Verhalten ihrer Versicherten knüpfen und dadurch völlig neue Formen Bartmann sieht insbesondere groder Kontrolle entstehen könnten. ße Chancen in der Vernetzung der Häufig sind außerdem Fragen des gesundheitsbezogenen Daten aus Datenschutzes nicht ausreichend verschiedenen Geräten, etwa „wenn geklärt, etwa wenn Daten in Clouds dem Diabetiker bei der Insulin-Doanalysiert und gespeichert werden, sierung geholfen wird, indem die so dass sie der Kontrolle der erzeu- Daten des Bewegungstrackers mit genden Person entzogen sind und dem elektronscihen Kalorientagenicht ausgeschlossen werden kann, buch und den Blutzuckerwerten dass die Daten in falsche Hände verkettet werden“. geraten. Unklar sind zudem bei vielen Lösungen die tatsächlichen Effekte und die langfristigen Auswirkungen, die mit ihrem Gebrauch verbunden sind. „Die Devices und Konzepte müssen im Einzelfall wissenschaftlich untersucht werden,
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