Erste FDA-zugelassene Smartwatch in der Neurologie: Embrace — kann epileptische Anfälle vorhersagen

Embrace ist ein Biosensorgerät, das biologische Körperzeichen mithilfe seiner Sensoren in Signale und medizinische Daten umwandelt, speichert, sich drahtlos über Bluetooth mit Smartphones verbindet und Gesundheitsdaten überträgt. Anders als andere Smartwatches verarbeitet Embrace Sensordaten kontinuierlich und nutzt einen eingebetteten Algorithmus , um vorherzusagen, ob eine Person einen epileptischen Anfall (generalisierten tonisch-klonischen Anfall) erleiden wird. Weil es erfolgreich vor solchen Anfällen warnen kann, erhielt es im Januar 2018 als „Medizinprodukt“ die FDA -Zulassung.

Ein Algorithmus ist ein festgelegter Lösungsweg für ein Problem. Man kann sich dies als „Problem + Algorithmus = Lösung“ vorstellen. Algorithmen sind nicht auf die Medizin beschränkt, werden aber besonders intensiv in Medizin und Ingenieurwesen eingesetzt. Für die Gesundheitsversorgung entwickelte künstliche Intelligenzenwerden so konzipiert, dass sie Tausende — oder sogar unbegrenzt viele — Algorithmen beherrschen.

Embracebedeutet auf Türkisch umarmen, dies ist seine Übersetzung.

Der Epilepsiealgorithmus in der Smartwatch

Der Algorithmus wurde anhand markierter Daten validiert, die Epileptologen an einem spezialisierten Epilepsiezentrum mithilfe der als diagnostischer Standard geltenden Elektroenzephalografie (EEG) erstellt hatten. Erkennt der Algorithmus in Embrace einen möglichen Anfall, sendet er eine Nachricht an eine weitere Smartphone-App, um zuvor festgelegte Betreuungspersonen zu alarmieren. Dadurch verkürzt sich deren Reaktionszeit auf den Anfall deutlich.

Die Entwicklung von Embrace

Die Forschung zur Anfallsüberwachung, aus der Embrace hervorging, begann 2007 im MIT Media Lab mit Dr. Rosalind Picard — leitende Wissenschaftlerin bei Empatica und Direktorin der Affective Computing Group. Picard hatte zunächst ein Gerät namens icalm zur Messung des Stressniveaus entwickelt. Ihr Assistent schlug dann vor, anhand bestimmter Körpersignale damit epileptische Anfälle zu erkennen.

2014 begann das Empatica-Team am Boston Children's Hospital eine Reihe von Studien an Epilepsiezentren der Stufe 4. Mithilfe künstlicher Intelligenz sollten komplexe physiologische Muster elektrodermaler (elektrischer Haut-)Aktivität erkannt werden, die auf einen möglichen epileptischen Anfall hindeuten. Dies trug zur Entwicklung des Erkennungsalgorithmus bei. Mit zunehmender Datenmenge wurden durch maschinelles Lernen die Algorithmen zur Anfallsklassifizierung verbessert. Das Team reichte bei der FDA einen 1500-seitigen Bericht über Uhr, Algorithmus und klinische Studien ein und erhielt im Januar 2018 die Zulassung als Medizinprodukt. Damit wurde Embrace die erste von der FDA für die Neurologie zugelassene Smartwatch.

Zuvor hatten 2012 AliveCors KardiaBandund 2017 die Apple Watchdie FDA-Zulassung zur Erkennung von Herzrhythmusstörungen — besonders Vorhofflimmern — erhalten. KardiaBand wird als Armband in die Apple Watch integriert. Die ebenfalls 2017 von AliveCor angekündigte Funktion SmartRhythm kombiniert künstliche Intelligenz mit den integrierten Herzfrequenz- und Aktivitätssensoren der Apple Watch, um den Zusammenhang zwischen körperlicher Aktivität und Herzverhalten zu überwachen. Erkennt sie eine Abweichung, empfiehlt sie dem Nutzer eine EKG-Aufzeichnung mit KardiaBand.

Tragbare Technologien sind heute bereits teilweise in unseren Alltag integriert. Viele Anwendungen und Technologien sollen die Lebensqualität verbessern und die Gesundheit fördern. Künftig könnten ähnliche Anwendungen auch für Patienten am anderen Ende der Welt lebenswichtig werden.

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