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Gesundheitswirtschaft bedarf Technik: Technik auf der »Patientenreise«

In den vergangenen Jahren haben sich Gesundheitswesen und Gesundheitsmanagement zunehmend verändert. Die Faktoren für die Veränderung sind zum Beispiel steigende Pflegekosten, die Zunahme der Patientenzahlen, Änderungen von Vorschriften, technischen Entwicklungen, Big Data und IoT.

Bild 1: Schwerpunkte von Analog Devices zu Aktivitäten im Gesundheitswesen. Bildquelle: © Analog Devices / Medizin&Elektronik

Bild 1: Schwerpunkte von Analog Devices zu Aktivitäten im Gesundheitswesen.

Ein Healthcare-spezifisches Angebotsportfolio von Analog Devives (AD) erstreckt sich von ICs oder IC-Familien über spezifische SoCs bis hin zu Komplettlösungen auf Systemebene. Dieser Beitrag zeigt, wie sich Technik von Analog Devices und die neue »Patientenreise« ergänzen. In den USA wurden gesetzliche Regelungen eingeführt, um das Gesundheitswesen stärker auf Prävention und Ergebnisse auszurichten statt auf die Behandlung und Bereitstellung von Services. Es wird Technik gesucht, die folgendes erreichen soll: 

  • Verhaltensänderung der Bevölkerung hin zu gesünderem Leben.
  • Besseres Gesundheitsmanagement und Berücksichtigung von Menschen mit chronischen Erkrankungen.
  • Kürzere Krankenhausaufenthalte.
  • Weniger Wiedereinlieferungen.
  • Gesundheits-Fernüberwachung.
  • Auf Ergebnissen basierte Leistungserstattungen für Anbieter im Gesundheitswesen.
  • Bessere Betreuung für ältere Menschen. 

Vorsorge und Wellness, Diagnose, Therapie und Krankheitsmanagement sind die vier Segmente, auf die Analog Devices seine auf das Gesundheitswesen fokussierte Strategie sowie sein Technologieportfolio abbildet (Bild 1). 

Die »Patientenreise«

Auf den Stufen der Patientenreise – angefangen bei dem Zeitpunkt, an dem man versucht, sein Wohlbefinden zu erhalten, bis hin zu Diagnose und zum Management chronischer Krankheiten und/oder der stationären Aufnahme in ein Krankenhaus und hoffentlich baldiger Entlassung – wird der Patient von Technik begleitet: von Medizingeräten wie Überwachungssystemen, Imaging-Plattformen und therapeutische Geräten (Bild 2).

Analog Devices Bildquelle: © Analog Devices

Bild 2: Stufen der »Patientenreise«.

Stufe 1: Lebensstil und Wohlbefinden

Die einfachsten Geräte zur Überwachung von Gesundheitsparametern wie Waagen und Thermometer finden sich bereits seit vielen Jahren in Privathaushalten. Mit dem Zusammenwirken von gesellschaftlichen Belastungen, steigenden Gesundheitskosten, einer gesundheitsbewussteren Erziehung und intelligenter Vernetzung ist die Gesundheitsüberwachung in den vergangenen Jahren zu einem Teil unseres Alltags geworden. Bei den Bestrebungen, einen schlechten Gesundheitszustand abzuwenden, Gewicht abzunehmen oder ein Fitnessziel zu erreichen, sind tragbare Monitore, die uns beim Erreichen dieser Ziele helfen, inwischen teilweise ein Bestandteil unserer persönlichen Kleidung.

In der ersten Stufe zum Management unseres Wohlbefindens werden weiterentwickelte physiologische Sensoren und AFEs (Analoge Front­ends) genutzt, um Aktivitäten zu messen (ADXL362 – dreiachsiger Ultra Low-Power Beschleunigungssensor), optische Herzfrequenzmessungen durchzuführen (ADPD105/7 – optisches analoges Frontend für Photoplethysmography; PPG) oder EKG-Messungen für Biopotenzial-Erfassung (AD8233 – einpoliges EKG-Analog-Frontend) halten Einzug in Brustgurte, Smart Watches und Wellness-Armbänder für das Handgelenk (Bild 3).

Analog Devices Bildquelle: © Analog Devices

Bild 3: Technologie von Analog Devices für Wearables.

Da Prävention und Verhaltensänderung die Hauptcharakteristika der ersten Stufe der Gesundheitsreise sind, müssen sich tragbare Geräte gut in unseren Lebensstil integrieren lassen. Eine hohe Leistungsfähigkeit bei niedrigster Stromaufnahme zu erreichen, um die Zeitspanne bis zur nächsten Aufladung der Batterie auszudehnen und ein nachhaltiges Maß an Kontinuität bei der Nutzung von Wearables beizubehalten, sind die Herausforderungen auf System­ebene. Es werden Bauteile wie zum Beispiel ADuCM3029 (Ultra Low Power ARM Cortex-M3 MCU) und ADP5350 (Advanced Battery Management PMIC) verwendet. Des Weiteren werden Algorithmen entwickelt, um Bewegungsartefakte in optischen Herzfrequenzüberwachungssystemen unterdrücken, um konsistente Herzfrequenzaufzeichnungen zu erhalten.

Als Mittel, um unser Verständnis dafür weiterzuentwickeln, wie die Kombination aus Wearables und physiologischer Messtechnik Lösungen für Gesundheit und Wohlbefinden voranbringen kann, hat Analog Devices eine Health-Plattform entwickelt (Bild 4), die nicht nur die physiologischen Messungen von EKG, PPG und Aktivität ermöglichen, sondern auch elektrodermale Aktivität (EDA/GSR) und die Temperatur der Haut misst. Mit dieser Plattform lässt sich eine Kombination aus korrelierten physiologischen Messungen durchführen, die Entwicklern von Embedded- oder Cloud-basierten Diensten und Health-Monitoring-Applikationen ermöglichen, Wear­able-Technik einzusetzen, um Gesundheit und Wohlbefinden zu verbessern. 

Analog Devices Bildquelle: © Analog Devices

Bild 4: Die Gesundheitsplattform von Analog Devices.