Der quantifizierte Patient

Neue Züricher Zeitung, 20. Mai 2015

Das Interesse an anziehbaren Computern wächst in Medizin, Psychologie und im Leistungssport. Intelligente Brillen und Uhren können Krankheiten oder die perfekte Bewegung berechnen.

Computer-Uhren und smarte Brillen, Fitnessarmbänder und intelligente Laufschuhe: Wer sich dieser Tage auf den Elektronik-Messen herumtreibt, könnte schnell den Eindruck gewinnen, dass „Wearable Computing“ die Lösung für alle unsere Probleme ist. Aber Wissenschaftler dämpfen die Erwartungen. „Vieles ist hochgepoppt, aber jetzt kommt die große Ernüchterung“, fürchtet Gerhard Tröster, Leiter des Elektronik-Labors der ETH Zürich. Ihn treibt wie viele Informatiker die Frage nach dem Usecase – dem Anwendungsfall – der anziehbaren Computer um. Denn auch speziellere Anwendungen, wie sie Fitnessarmbänder versprechen, könnten schnell das Interesse der Kunden verlieren. „Die Quantified-Self-Welle wird schnell wieder abebben“, prognostiziert Tröster. Zudem seien diese Geräte häufig billig gemacht und nicht klinisch getestet, ergänzt Kristof Van Laerhoven, Professor für eingebettete Systeme an der Universität Freiburg: „Was habe ich von einem Messergebnis, von dem ich nicht weiß, ob es richtig ist?“ Wissenschaftlich geprüfte Geräte seien zwar deutlich teurer, Van Laerhoven prognostiziert ihnen aber langfristig eine bessere Marktchance. Schließlich seien Wearables gut geeignet, um physiologische Werte zu messen und Aktivitäten auszuwerten.

Gerade im medizinischen Bereich entstehen aktuell viele Prototypen, die eingearbeitet in Kleidungsstücke beispielsweise Herz-Rhythmus- oder Durchblutungsstörungen erkennen können. Trösters Vision geht darüber hinaus: Daten über physiologische Vorgänge und Aktivitäten eines Menschen können auch Aufschluss über dessen psychische Situation geben. „Ein Psychologe erkennt viele Störungen auf den ersten Blick, er arbeitet mit seinen fünf Sinnen“, sagt Tröster. „Wenn er es sieht, muss man es auch messen können.“

Die fünf Sinne des Psychologen könnten künftig durch eine smarte Uhr unterstützt werden. Kristof Van Laerhoven entwickelt dafür gerade einen Prototyp für die Forschung, der mit vielerlei Sensoren ausgestattet ist und den Alltag von Patienten vom Schlafen über die Freizeit bis zum Sport protokolliert: „Die Uhr kann Aktivitäten wahrscheinlich gut genug erkennen, dass daraus eine drohende manische oder depressive Phase berechnet werden kann.“ Im Rahmen einer klinischen Studie am Uniklinikum in Dresden wird derzeit überprüft, wie treffend solche Verhaltensparameter entsprechende Episoden vorhersagen können. Patienten mit Bipolaren Störungen tragen dafür ein Jahr lang verschiedene Sensoren am Körper und werden regelmäßig untersucht und befragt.

Manche Daten hingegen lassen sich nur am Kopf messen und machen Computerbrillen für die Medizin interessant. Der Chronobiologe Till Roenneberg von der Münchener Ludwig-Maximilians-Universität will erheben, wie viel Licht in unsere Augen fällt. Denn davon wird unser Rhythmus bestimmt – und allerlei Störungen, die mit ihm zusammen hängen. „Eines der größten Probleme der Industrialisierung ist das des Lichts“, sagt er: die Beleuchtung eines Innenraums bietet meist nicht genug Licht, um unserem Gehirn zu vermitteln, dass es Tag ist. Abends hingegen sitzen wir unter künstlichem Licht, das kaum dunkler ist als das tagsüber im Büro. Das führt zu Schlafstörungen bis hin zu Depressionen, sagt Roenneberg.

Aber noch ist unklar, wie viel und welches Licht genau für den zirkadianen Rhythmus entscheidend ist. Um die Menschen gesund zu halten, wäre es wichtig zu wissen, wo die Grenzen sind und welche Faktoren eventuell zusätzlich mit hineinspielen. Deshalb sammelt Roenneberg gemeinsam mit dem Passauer Informatiker Oliver Amft mittels einer smarten Brille Lichtdaten aber auch physiologische und Aktivitätsdaten über den Tag hinweg. Ein Algorithmus soll schließlich aus all den angefallenen Daten die Ursachen beispielsweise für Schlafstörungen berechnen. Roenneberg erhofft sich so zu einem Modell des menschlichen Rhythmus zu gelangen, das es künftig erlaubt, auch anhand beispielsweise am Handgelenk gemessener Daten Rückschlüsse auf den Lichteinfall schließen zu können. Denn: „Wer will schon immer eine solche Brille tragen?“

Oliver Amft hingegen könnte sich durchaus vorstellen, dass Brillen künftig auch andere Fähigkeiten unterstützen als das Sehen: „Brillen sind Hilfsgeräte, um eine bestimmte Fähigkeit zu verbessern“, sagt der Experte für Sensoren und Kontexterkennung. Schließlich kann man am Kopf nicht nur  Licht, sondern auch viele physiologische Werte wie den Herzschlag und die Sauerstoffsättigung des Blutes messen. Die Brille der Zukunft könnte den Sinn für uns selbst unterstützen und uns auf ungünstige Lebensgewohnheiten hinweisen. Auch die Fähigkeiten von Leistungssportlern können Brillen und Uhren verbessern, sagt Amft, beispielsweise indem sie auf Stressfaktoren hinweisen: „An den Grenzen der Leistungsfähigkeit zählt der Kopf.“ In anderen Studien erforscht er, wie mittels einer smarten Uhr die Bewegungen von Golf- oder Tennisspielern ausgewertet und verbessert werden können. In Zusammenarbeit mit Trainern entwickelt er die Formel für die perfekte Bewegung, die den Schützlingen über Wearables rückgemeldet werden kann.

Vielleicht braucht es auch überhaupt keine neuen anziehbaren Computer. „Das Smartphone hat sich zum Wearable entwickelt“, findet der Züricher Forscher Tröster: „Wir tragen es doch immer in der Hosentasche.“ Und in der Tat nutzen es die ersten Forscher als Wearable. Der Psychologe Philip Santangelo vom Karlsruher Institut für Psychologie erforscht aktuell, inwiefern allein mittels der Daten, die ein Smartphone aufzeichnen kann, Symptome des Borderline- Syndroms erkannt werden können. „Menschen sind schlecht darin einzuschätzen, wie stark ihre Stimmung in den vergangenen Wochen geschwankt ist“, erklärt Santangelo. „Wenn so etwas über das Smartphone im Hintergrund laufen könnte, wäre das eine große Erleichterung.“ Algorithmen könnten aus Daten wie Bewegungen, Umgebungs-Licht und Lautstärke, Kalendereinträgen und Anrufen berechnen, wann sich eine Krise anbahnt und eine Warnung an den Therapeuten schicken. Aktuell testet er mit zehn Versuchspersonen, die eine eigens dafür programmierte App auf ihrem Smartphone haben und parallel dazu ein Tagebuch führen, wie treffend die maschinellen Vorhersagen sind.

Santangelo beobachtet ein wachsendes Interesse der Psychologie an den Möglichkeiten von Smartphones und Wearables. Für manche Störungen wäre ein GPS-Tracking spannend, beispielsweise für Drogensüchtige, die sich einem Umschlagsplatz nähern. Man könnte ihnen eine Nachricht schicken, „Brauchst du Hilfe?“ oder „Überlegs dir nochmal“. Das hat allerdings auch eine Kehrseite, so Santangelo: „Wir dürfen die Leute nicht zu sehr überwachen.“ Nicht zuletzt die Krankenkassen könnten Interesse an solchen Daten haben. Die Vision, dass diese Nutzer um die Freigabe der Daten bitten und ihnen eine Beitragsermäßigung in Aussicht stellen, hält Kristof van Laerhoven allerdings für wenig realistisch: „Die Angst vor der Überwachung ist in Europa zu hoch.“
Eine Risiko besteht allerdings in der drahtlosen Datenübertragung, die anfällig für unbefugte Mitleser ist. Manche Informatiker raten dazu, heikle Daten ausschließlich lokal zu speichern – das sei die einzig sichere Möglichkeit, diese vor fremden Händen zu schützen. Van Laerhoven findet das auch aus technologischer Sicht sinnvoll: „Drahtlose Verbindungen sind nicht energieeffizient.“ Grundlage für die Nutzerfreundlichkeit sei aber, dass man den Akku nicht ständig laden müsse.

Das sei im Übrigen auch die originale Vision der frühen Wearables gewesen, als noch einige wenige Freaks einen Computer um die Hüften gebunden und eine riesige Brille mit Display auf der Nase hatten: „Damals war Wearable Computing nomadisch“, erkärt van Laerhoven. Die Rechner waren autark, es fand keinerlei datenübertragung statt. Die Nutzer nannten sie „meinen Companion“. Dieses Konzept ist doch eigentlich ganz sympathisch für das Verhältnis zwischen uns und einem Gerät, das weiß, wie es um unser Herzinfarkt-Risiko steht und ob wir vergangene Nacht schlecht geschlafen haben.

von Eva Wolfangel

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