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Mit Ohrsensoren gegen Covid-19

24-Stunden Monitoring für Risikopatienten

München (21. April 2020) — Ein Team der Technischen Universität München (TUM) will mit Hightech-Sensoren rund um die Uhr Biowerte von Covid-19-Patientinnen und -Patienten in häuslicher Isolation messen. Ziel der Studie ist, herauszufinden, ob eine besonders zeitnahe Behandlung bei schlechter werdenden Werten Überlebenschancen verbessern und Intensivstationen entlasten kann. Ein schneller Start der Studie wurde durch Spenden ermöglicht.

Die Erkrankung nach einer Infektion mit dem neuartigen Coronavirus SARS-CoV-2 lässt sich grob in zwei Phasen einteilen. Während in der ersten Phase auftretende Symptome weniger ausgeprägt sind und Infizierte meist zuhause bleiben können, kommt es bei einem schweren Verlauf der Erkrankung in einer zweiten Phase zu einer Verschlechterung des Gesundheitszustands mit zum Teil schwerwiegenden Lungenentzündungen. „Hier kommt es darauf an, dass Patientinnen und Patienten rechtzeitig in Kliniken behandelt werden. Je früher sie medizinisch gut versorgt werden, desto besser ist die Prognose“, erläutert Prof. Georg Schmidt, Leiter der Arbeitsgruppe Biosignalverarbeitung am Klinikum rechts der Isar der TUM.

Jetzt wollen Schmidt und sein Team überprüfen, ob sich mittels eines Hightech-Sensors, der wie ein Hörgerät im Ohr getragen wird, eine Verschlechterung einer Covid-19-Erkrankung frühzeitig erkennen lässt. Damit verbindet sich auch die Hoffnung, durch eine frühzeitige Behandlung Intensivstationen zu entlasten, weil eine intensivmedizinische Behandlung inklusive maschineller Beatmung in einem Teil der Fälle gar nicht erst notwendig wird.

Schnellere Reaktion auf Verschlechterung des Gesundheitszustands

COVID-19-Infizierte in München werden aktuell nach Vorliegen des positiven Testergebnisses schnellstmöglich vom Referat für Gesundheit und Umwelt der Stadt (RGU) kontaktiert, das dann im telefonischen Kontakt täglich beratend zur Seite steht und den gesundheitlichen Zustand erfragt. Für positiv getestete Patientinnen und Patienten ohne oder mit nur leichten Symptomen wird eine 14-tägige häusliche Quarantäne angeordnet. Alle positiv Betroffenen können rund um die Uhr bei Symptomen einen vom RGU organisierten medizinischen Dienst kontaktieren, der bei Bedarf zuhause vorbeikommt und gegebenenfalls einen Transport ins Krankenhaus organisiert. Bisher entwickeln nur rund 13% der Infizierten schwere Symptome und müssen stationär behandelt werden.

„Bislang sollen Erkrankte in der ersten Krankheitsphase selbst Fieber messen, sich beobachten und sich bei bestimmten Beschwerden telefonisch beim Gesundheitsamt oder in ihrer Hausarztpraxis melden“, erläutert Georg Schmidt. „Dies bringt gewisse Unwägbarkeiten mit sich: Die Temperatur muss richtig gemessen sein, die Patientin oder der Patient muss sich für einen Anruf in der Praxis entscheiden, die Einweisung in die Klinik muss erfolgen. Hier kann es zu Verzögerungen kommen. Wir hoffen, dass wir durch eine automatische permanente Überwachung der Biodaten und eine schnelle Reaktion auf eine Verschlechterung des Gesundheitszustands die Prognose der Patientinnen und Patienten deutlich verbessern können.“

Ohrsensoren statt Smartwatches

Überwacht werden sollen neben der Körpertemperatur auch die Sauerstoffsättigung des Blutes, Atemfrequenz und Puls. Zudem wird mehrmals täglich ein sogenannter Polyscore bestimmt, der Auskunft darüber gibt, wie gut der Körper die Auswirkungen der Erkrankung kompensieren kann.

Bereits seit einiger Zeit kooperiert Schmidt mit dem Münchner Start-up cosinuss, das 2011 aus dem Thema einer Doktorarbeit an der TUM entstanden ist. Die Ohrsensoren des Unternehmens erfassen Biodaten unter anderem durch optische Verfahren. „Die Geräte messen alle Werte, die wir brauchen, und über eine Bluetooth-Funkverbindung an einen kleinen Computer schicken, der sie dann datenschutzkonform zur Auswertung an unsere Zentrale weiterleitet“, sagt Georg Schmidt. „Wir haben uns für Ohrsensoren und gegen Ansätze wie Smartwatches entschieden, weil im Ohr das gemessene Signal besonders stabil und dementsprechend aussagekräftig ist. Aus einer Studie die wir vor einigen Monaten zu einem anderen Thema gestartet haben, wissen wir außerdem, dass gerade ältere Menschen die Geräte komfortabel tragen können.“

Enge Abstimmung zwischen Akteuren

Der Erfolg der aktuellen Studie hängt nicht zuletzt davon ab, dass verschiedene Stellen eng zusammenarbeiten. Die freiwilligen Teilnehmerinnen und Teilnehmer, Münchner Covid-19-Erkrankte über 60 Jahren in heimischer Isolation, werden über das RGU identifiziert und durch Zusendung eines Flyers über die Studie informiert. Unter Supervision eines Arztes überwacht ein Team von speziell trainierten Medizinstudierenden am Klinikum rechts der Isar in einer „Einsatzzentrale“ rund um die Uhr die gemessenen Daten und meldet die Patientinnen und Patienten bei Verschlechterung nach vordefinierten Regeln direkt an den Rettungsdienst, so dass die Betroffenen ohne Verzögerung ins Krankenhaus transportiert werden können.

„Ich hoffe, dass das Forschungsvorhaben eine zusätzliche Sicherheit für die Studienteilnehmer der älteren Generation bieten kann, die mit einer Covid-19 Erkrankung und mit leichten Symptomen zuhause bleiben und nicht im Krankenhaus behandelt werden müssen. Gerade bei allein lebenden älteren Menschen kann es ein entscheidender Vorteil sein, eine automatische permanente Überwachung zu gewährleisten“, begrüßt Gesundheitsreferentin Stephanie Jacobs die Studie.

„Wir sind sehr froh, dass wir das Gesundheitsamt, die Rettungsdienste und das Wissenschaftsministerium so schnell von dem Projekt überzeugen konnten“, sagt Georg Schmidt. Die Daten aus München sollen mit denen aus einer vergleichbaren deutschen Großstadt verglichen werden, in der ein solches Monitoring nicht zum Einsatz kommt. Die Pilotphase der Studie, in der Prozesse und Strukturen optimiert werden, läuft seit Mittwoch, 15. April. Ab Anfang nächster Woche werden voraussichtlich die ersten Sensoren ausgegeben.

Spendenbereitschaft bringt Studie schnell auf den Weg

Um in den aktuellen Krisenzeiten einen möglichst zeitnahen Start der Studie zu ermöglichen, baute die TUM Universitätsstiftung auf die großzügige Unterstützung ihres Kreises an Mäzenen und Förderern. Binnen weniger Tage sind fast 500.000 Euro zusammengekommen. „Mit der unbürokratischen Förderung dieses gesundheitsrelevanten Forschungsprojektes zeigen sich die privaten Stifter und Spender als sozial verantwortete Vorbilder unserer Gesellschaft“, sagt Prof. Thomas F. Hofmann, Präsident der TUM und Vorstandsvorsitzender der TUM Universitätsstiftung. „Ihrem tatkräftigen Engagement für die Verbesserung der Überlebenschancen von Covid-19-Erkrankten gehört mein ganz besonderer Dank“.

Häufig gestellte Fragen für Erkrankte

Wer sind die potenziellen Studienteilnehmerinnen und -teilnehmer?

In der Studie werden Covid-19-Patientinnen und Patienten über 60 Jahre mit bestätigter Diagnose und Wohnsitz in der Stadt München begleitet, die zum Zeitpunkt des Einschlusses weder Intensivpflege noch mechanische Beatmung benötigen. Um aussagekräftige Daten zu gewinnen, müssen mindestens 1.200 Menschen an der Studie teilnehmen.

Ist es möglich, sich freiwillig für die Studie zu melden?

Ja. Voraussichtlich ab Anfang nächster Woche versendet das Referat für Gesundheit und Umwelt der Stadt München zusammen mit einer allgemeinen Information an alle für die Studie in Frage kommenden Personen einen Flyer mit den Kontaktdaten des Studienteams am Klinikum rechts der Isar. Interessierte können sich unter den angegebenen Daten am Klinikum rechts der Isar melden und auf freiwilliger Basis an der Studie teilnehmen. Andere Personen können an der Studie nicht teilnehmen.

Für Anfragen gibt es eine zentrale Telefonnummer: +49 89 4140 8585.

Abb. oben: In einer Studie der Technischen Universität München (TUM) sollen Covid-19-Patientinnen und -Patienten in häuslicher Isolation kontinuierlich mit Ohrsensoren überwacht werden.  Andreas Heddergott / TUM

Quelle: Technische Universität München, 21.04.2020 (tB).