Wie Eure nächste Smartphone-Kamera Diabetes erkennen könnte

Natürlich erinnern wir uns alle an das Theranos-Debakel und die abschreckende Geschichte von Elizabeth Holmes. Zumindest haben wir daraus gelernt, dass es keinen Königsweg für die nicht-invasive Diabetesdiagnostik gibt. Die Lehre ist klar: Niemand möchte erneut falsche Hoffnungen wecken. Diese Erkenntnis hat den Wettlauf zwischen Forschern und Big Tech um echte, praktikable Lösungen in diesem wichtigen Bereich nur noch verschärft.

Und es könnte nicht mehr auf dem Spiel stehen. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation ist die Zahl der Menschen, die mit Diabetes leben, sprunghaft angestiegen – von 200 Millionen im Jahr 1990 auf 830 Millionen im Jahr 2022. Das bedeutet, dass sich die Prävalenz von Diabetes in den letzten drei Jahrzehnten fast verdreifacht hat, was einem Anstieg um das 2,8-fache entspricht.

Als ich also erfuhr, dass ein Team der Universität Tokio ein hochmodernes, nicht-invasives System zur Gesundheitsüberwachung entwickelt hat, war ich begeistert. Das System setzt Hochgeschwindigkeitskameras und fortschrittliche KI-Algorithmen ein, um frühe Anzeichen von Bluthochdruck und Diabetes zu erkennen. Dieser innovative Ansatz, über den kürzlich in der Zeitschrift Circulation der American Heart Association berichtet wurde, schließt die Lücke in der Zugänglichkeit, da er eine Lösung bietet, die keine Wearables oder Körperkontakt erfordert. Das ist ein großer Fortschritt in der Gesundheitsüberwachung und ein Blick in die Zukunft einer wirklich mühelosen Pflege.

Der Bedarf an barrierefreien Lösungen zur Gesundheitsüberwachung

Wenn Ihr meine Berichte über Wearables hier bei nextpit gelesen habt, wisst Ihr bereits, dass ich ein großer Befürworter von Wearables und den Fortschritten bei Smartphone-basierten Gesundheits-Apps bin. Das Potenzial für die Überwachung der eigenen Gesundheit ist unbestreitbar und bietet den Menschen eine noch nie dagewesene Kontrolle über ihr Wohlbefinden. Die Nutzung dieser Technologien ist jedoch weitgehend auf gesundheitsbewusste Menschen beschränkt – und nur auf diejenigen, die es sich leisten können.

Für die breite Bevölkerung, vor allem für diejenigen, die weniger zu einem proaktiven Gesundheitsmanagement neigen, sind diese Geräte noch weit davon entfernt, zum Mainstream zu werden. Genau das ist die Herausforderung, die die Universität Tokio mit ihrer aktuellen Studie angehen will. Durch die Einführung eines berührungslosen, KI-gesteuerten Systems hoffen die Forscher, die Krankheitserkennung zu demokratisieren und fortschrittliche Gesundheitsüberwachung für alle zugänglich zu machen.

Wie es funktioniert: Vereinfachung der Wissenschaft

Die Forscher:innen haben ein ausgeklügeltes Gesundheitsüberwachungssystem entwickelt, das weder Körperkontakt noch tragbare Geräte erfordert. So funktioniert es im Wesentlichen: Eine Hochgeschwindigkeitskamera wird etwa einen halben Meter von der Person entfernt aufgestellt und nimmt detaillierte Bilder von Gesicht und Händen auf. Diese Bilder werden dann von einer künstlichen Intelligenz (KI) verarbeitet, die nach bestimmten Mustern im Blutfluss unter der Haut sucht.

Erkennung von Bluthochdruck

Um Bluthochdruck zu erkennen, analysiert das System, wie sich das Blut durch den Körper bewegt, indem es Daten wie die Übertragungszeit der Pulswellen (also wie schnell das Blut fließt) nutzt. Durch die Kombination dieser Erkenntnisse mit modernen Gesundheitsstandards für Bluthochdruck erreicht die KI eine beeindruckende Genauigkeit von 94 Prozent bei der Erkennung von Bluthochdruck. Selbst bei kurzen Scans – nur 30 Sekunden oder sogar 5 Sekunden – blieb die Genauigkeit mit 86 Prozent bzw. 81 Prozent hoch.

Diabetes-Erkennung

Wenn es um Diabetes geht, sucht das System nach Anzeichen im Blutfluss, die auf einen erhöhten Blutzuckerspiegel hindeuten, und verwendet dabei ähnliche Daten wie die traditionellen HbA1c-Tests. Auch wenn die KI nicht so präzise ist wie die Bluthochdruck-Messwerte, hat sie dennoch gut abgeschnitten und Diabetes mit einer Genauigkeit von 75 Prozent identifiziert.

Dieses System könnte ein entscheidender Faktor für eine zugängliche, technologiegestützte Gesundheitsversorgung sein, die ohne Wearables oder zeitaufwändige Arztbesuche auskommt. Für alle, die von der Schnittstelle zwischen Gesundheit und Technologie besessen sind, ist es ein großer Schritt nach vorn, der die KI-gestützte Gesundheitsüberwachung näher an den Alltag bringt.

Die möglichen Auswirkungen auf die globale Gesundheit

Für Menschen wie mich ist diese Technologie ein entscheidender Schritt auf dem Weg zu einer zugänglichen, nicht-invasiven Diagnostik. Da kein Körperkontakt und keine tragbaren Geräte mehr nötig sind, öffnet dieses System die Tür zu einer Smartphone-basierten Gesundheitsüberwachung, die gefährdeten Personen eine kontinuierliche, unauffällige Überwachung ermöglicht.

Die Bedeutung der Früherkennung von Krankheiten wie Bluthochdruck und Diabetes kann gar nicht hoch genug eingeschätzt werden. Wenn diese Probleme frühzeitig erkannt werden, können schwere Komplikationen wie Schlaganfälle, Herzinfarkte oder Organschäden verhindert werden.

Besonders spannend ist, dass das System so einfach zu bedienen ist und berührungslos funktioniert, dass es auch für Menschen zugänglich ist, die sich normalerweise nicht regelmäßig untersuchen lassen. Das ist ein großer Gewinn für die Inklusion, denn es erreicht auch diejenigen, die sonst durch die Maschen der traditionellen Gesundheitssysteme fallen würden.

Da ich seit einigen Jahren in Deutschland lebe, habe ich eine neue Perspektive gewonnen, aber als Brasilianerin kann ich nicht umhin, darüber nachzudenken, wie transformativ diese Technologie für unterversorgte Gemeinschaften sein könnte – wie die indigene Bevölkerung im Amazonas-Regenwald. Diese Gemeinschaften haben oft keinen Zugang zu medizinischer Versorgung, aber sie haben Smartphones – eine einmalige Chance, die Kluft zu überbrücken.

Auch wenn diese Innovation das Potenzial hat, Menschen auf der ganzen Welt zu helfen, könnte sie für diejenigen, die völlig vom Gesundheitssystem ausgeschlossen sind, wirklich lebensverändernd sein.

Unbeantwortete Fragen und der Weg in die Zukunft

Auch wenn die Ergebnisse der Studie vielversprechend sind, gibt es noch wichtige offene Fragen zur breiten Anwendbarkeit der Technologie und ihrer Wirksamkeit in der Praxis. In meinem Interview mit der Studienautorin Dr. Ryoko Uchida habe ich herausgefunden, was wir wissen und was noch zu klären ist:

Demografische Daten: Ein fehlendes Puzzleteil

Eine entscheidende Lücke besteht darin, zu verstehen, wie gut das System bei verschiedenen Bevölkerungsgruppen abschneidet. Laut Dr. Uchida nahmen an der Studie 215 Erwachsene teil, hauptsächlich Japaner und "andere" Asiaten, mit einem Durchschnittsalter von 64 Jahren. 36 Prozent der Teilnehmer waren weiblich. Von ihnen hatten 62 einen hohen Blutdruck, 88 hatten normale Werte und 65 lagen dazwischen. 44 Teilnehmer hatten entweder eine frühere Diabetesdiagnose oder einen HbA1c-Wert von 6,5 Prozent oder mehr.

Das Team muss jedoch noch die Unterschiede in der Genauigkeit zwischen verschiedenen Altersgruppen, Geschlechtern oder Ethnien analysieren. Dies ist ein wichtiger Bereich für künftige Forschungen, um sicherzustellen, dass die Technologie für eine vielfältigere Bevölkerung effektiv funktioniert.

Stichprobengröße: Vielversprechend, aber vorläufig

Die Stichprobengröße der Studie von 215 Teilnehmer/innen lieferte vielversprechende Ergebnisse. Beim Vergleich der ersten Daten von 60 Teilnehmer:innen mit der gesamten Gruppe wurden keine signifikanten Unterschiede in der Genauigkeit festgestellt. Dr. Uchida wies jedoch darauf hin, dass die Leistung des Systems im großen Maßstab – bei potenziell Millionen von Nutzern – unbekannt ist. Sie betonte, dass groß angelegte klinische Studien notwendig sind, um die Zuverlässigkeit und Effektivität des Systems weiter zu validieren.

Umsetzung in der realen Welt: Jenseits des Labors

Das System wurde in einer kontrollierten Krankenhausumgebung getestet, was natürlich die Frage aufwirft, wie es in realen Umgebungen mit unterschiedlichen Bedingungen, wie z. B. unterschiedlicher Beleuchtung, Bewegung und Hintergründen, funktionieren wird. Dr. Uchida räumte diese Einschränkungen ein und erklärte, dass der Algorithmus bereits verbessert wird.

Zum Beispiel lässt die derzeitige Fähigkeit des Systems, mit nur fünf Sekunden Daten eine hohe Genauigkeit zu erreichen, darauf schließen, dass es noch weiter optimiert werden kann – möglicherweise wird die benötigte Zeit auf zwei oder drei Sekunden reduziert. Außerdem werden derzeit Anpassungen vorgenommen, um den unterschiedlichen Lichtverhältnissen bei der Datenvorverarbeitung Rechnung zu tragen. Diese Aktualisierungen werden entscheidend dafür sein, dass sich das System auch an weniger kontrollierte Umgebungen anpassen kann, und es sind weitere Praxistests geplant, um seine Robustheit zu bewerten.

Abschließende Überlegungen

Das berührungslose Gesundheitsüberwachungssystem der Universität Tokio ist ein kühner Schritt nach vorn in der Präventivmedizin. Durch den Einsatz von KI und Hochgeschwindigkeitsaufnahmen wird die Früherkennung von Krankheiten wie Bluthochdruck und Diabetes revolutioniert – ohne Wearables, ohne komplizierte Einstellungen, nur mit nahtloser, benutzerfreundlicher Technologie. Dies könnte die Art und Weise, wie wir über Gesundheitsfürsorge denken, neu definieren und jedem eine proaktive Überwachung ermöglichen, nicht nur denjenigen, die sich mit Gadgets auskennen.

Smartphone-Kameras haben sich in aller Stille zu leistungsstarken Gesundheitshelfern entwickelt. Früher beschränkten sie sich auf die Aufnahme von Fotos, heute bieten sie ausgefeilte Funktionen, mit denen sich alles von der Herzfrequenz bis zu den Atemmustern verfolgen lässt. Diese Entwicklung zeigt, dass das Smartphone immer mehr zu einem Gesundheitsbegleiter wird.

Die Pixel-Kameras von Google sind ein gutes Beispiel dafür. Mit Google Fit nutzen diese Telefone KI, um die Herz- und Atemfrequenz allein mit der Kamera zu messen. Das ist Gesundheitsüberwachung auf die leichte Schulter genommen – keine zusätzlichen Geräte, keine Reibungsverluste, sondern sofortige Erkenntnisse aus dem Gerät, das Ihr ohnehin jeden Tag benutzt.

Andere Apps sind ebenfalls auf den Zug aufgesprungen und verwandeln die Kamera und den Blitz Eures Handys in einen behelfsmäßigen Gesundheitstracker. Durch die Analyse von subtilen Veränderungen der Hautfarbe, die durch den Blutfluss verursacht werden, können diese Apps Euren Puls überwachen und einen Echtzeit-Einblick in Eure Gesundheit geben.

Diese Technologie fällt zwar noch in die Kategorie Wellness und ist noch nicht von der FDA anerkannt, aber sie ist ein Beweis für das ungenutzte Potenzial der aktuell vorhandenen Smartphone-Hardware. Mit der richtigen Software können sogar die Geräte, die wir bereits bei uns tragen, leistungsstarke Gesundheitsinformationen liefern, die nur einen Fingertipp entfernt sind.

Wenn das System der Universität Tokio weiterentwickelt wird, könnte die Kombination dieser berührungslosen KI-Technologie mit den Fähigkeiten der heutigen Smartphone-Kameras das Spiel völlig verändern. Das Gesundheitsmanagement könnte so routinemäßig und mühelos werden wie das Überprüfen Eurer Benachrichtigungen. Für jeden, der sich für die Rolle der Technik in der modernen Gesundheitsversorgung interessiert, ist das ein aufregender Schritt nach vorn.