Im Projekt GUARDIAN wird ein Radarsystem erforscht, mit dem Vitalparameter berührungslos erfasst werden. Das bedeutet eine Entlastung für Patientinnen und Patienten, Angehörige und das klinische Personal. Wie die Technik auch in der aktuellen Corona-Pandemie helfen kann, erzählt uns Tobias Steigleder, Oberarzt der Palliativmedizinischen Abteilung am Universitätsklinikum Erlangen, im Interview.
Das Interview wurde im Juli 2020 geführt.
Im GUARDIAN-Projekt haben wir in einem großen Verbund aus Industriepartnern und wissenschaftlichen Partnern ein System erforscht und entwickelt, mit dem Vitalparameter berührungslos und damit weitgehend belastungsfrei aufgenommen werden können. Die Idee ist aus Anwendungsfragen in der Palliativmedizin geboren, wo Menschen in der letzten Lebensphase begleitet werden und wo traditionell eine gewisse Technikferne vorherrscht. Es gibt ein Paradigma, das besagt „High touch, low tech“ und dieses Prinzip zieht sich in der Palliativmedizin durch. Unser wichtigstes therapeutisches Instrument ist nämlich die soziale Teilhabe und wir erfahren immer wieder, dass gerade in den letzten Wochen des Lebens die Menschen Zeit mit ihrer Familie und ihren Liebsten verbringen möchten. Das hat einen viel größeren therapeutischen Einfluss, zumindest in unserer Wahrnehmung, als was mit Medikamenten erreicht werden kann. Möglichst wenig Technik ist deshalb unsere Prämisse.
Schon die geringste Technik lenkt ab von den wesentlichen Dingen. Allein ein Tropf neben dem Bett bewirkt, dass die Familie immer wieder hinschaut um zu sehen, ob noch alles richtig tropft oder ob sonst etwas nicht stimmt. Deshalb haben wir nach einer Technik gesucht, die absolut berührungsfrei und damit belastungsarm durchgeführt werden kann. So kamen wir auf die Idee die Radartechnik gemeinsam mit unseren Partnern zu erforschen. Die Grundlage dieser Technologie ist eine Radarwelle, die von einer Antenne ausgesandt wird und an der Körperfläche reflektiert wird. Die Distanzänderung zwischen Antenne und Körperoberfläche sagt uns etwas über die Bewegung der Körperoberfläche.
Zur Messung von Vitalparametern ist es wichtig, dass das Verfahren sehr geringe Distanzänderungen aufnehmen kann. Aus der Distanzänderung kann man verschiedene Muster erkennen. Zuerst ist uns das im Projekt bei der Pulswelle gelungen und später konnten wir auch die Herztöne erkennen. Das ist ein großer Erfolg, da Herztöne normalerweise nur mit dem Stethoskop an der Körperoberfläche gehört werden können. Durch GUARDIAN können wir das mit dem Radar berührungslos aus einem Abstand von z.B. einem Meter durch die Bettdecke und durch die Matratze beim Patienten abtasten. Und dadurch haben wir die Möglichkeit, die Herzrate hochpräzise zu erfassen.
Der Vorteil des Radarsystems ist, dass die Radarwelle nur an der Körperoberfläche reflektiert wird. Luft, Kleidung, Bettdecke oder Matratze spielen dabei keine Rolle, da sie alle von den Radarwellen durchdrungen werden. Erst am Körper kommt es zu einer Reflektion. Das ist ein sehr großer Vorteil, da man keine direkte Sicht auf den Patienten haben muss wie beispielsweise bei optischen Verfahren. Egal wie jemand im Bett liegt und ob er bis zur Nasenspitze zugedeckt ist, wir können trotzdem die Körperoberfläche abtasten.
Ja, das Personal wird sogar mehrfach entlastet. Einmal müssen wir in der Medizin häufig Entscheidungen treffen und abschätzen, ob es bei den zu behandelnden Personen zu Gesundheitsrisiken kommt. Um zu wissen, wie es der jeweiligen Person geht, brauchen wir die Unterstützung von biometrischen Daten, also von Vitalparametern. Die Radarmethode ist dabei absolut personalneutral. Man schaltet den Radar an und danach läuft das System, nimmt automatisch die Herzrate auf und kann sie übermitteln. Das ist natürlich eine große Erleichterung bei den Personalressourcen.
Ja, wir bekommen durch den Einsatz mehr Sicherheit. Wenn eine Pflegekraft während der Schicht vielleicht zwei oder dreimal bei der zu versorgenden Person vorbei schaut, gibt das natürlich immer wieder punktuell einen Hinweis auf deren Zustand. Aber in den Zwischenzeiten eben nicht und gerade bei schwerkranken Patientinnen und Patienten kann sich sehr viel sehr rasch verändern. Also bietet das Radarsystem eine größere Sicherheit auch in den Phasen, in denen gerade niemand im Zimmer ist. Radarsysteme in der Palliativmedizin können uns helfen, die letzte Phase des Lebens bestmöglich zu begleiten und nichts zu übersehen.
Unmittelbare Auswirkung war, dass wir die Rekrutierung von Patientinnen und Patienten stoppen mussten, da das mit zusätzlichen Kontakten verbunden gewesen wäre und jeder Kontakt eine Infektionsgefahr darstellt. Wir haben die Ressourcen im Krankenhaus komplett verlagert. Sämtliche Forschungstätigkeit wurde eingestellt zugunsten der Versorgung von erkrankten Personen. Das hat sowohl das klinische als auch das wissenschaftliche Personal betroffen und so ist es zu einem kompletten Stopp des Projekts gekommen. Ein Grund dafür ist auch, dass wir in einer so späten Phase des Projekts sind, in der wir zwingend auf die Untersuchung mit Patientinnen und Patienten angewiesen sind.
Ganz aktuell haben wir in Absprache mit der Universitätsleitung und der Einrichtungsleitung unter sehr genauer Beachtung der Maßnahmen wieder die klinische Forschung aufgenommen. Wir sind aber sehr vorsichtig und dadurch sind die Vorgänge zeitaufwändig. Unsere Station hat zwölf Betten und vor der Corona-Krise waren häufig sechs bis acht davon belegt. Das können wir jetzt nicht mehr leisten, da das notwendige wissenschaftliche Personal nicht auf die Station darf, um alle Systeme voll zu bedienen. Im Moment sind es deshalb zwischen ein und zwei zu behandlenden Personen im Projekt.
Mit GUARDIAN können wir ein kontinuierliches Monitoring durchführen, das komplett berührungslos ist. Das hat den Vorteil, dass es belastungsfrei für die Betroffenen ist. Aber das hat auch den riesigen Vorteil, dass es ressourcenarm ist. Fast ressourcenfrei sogar. Wenn jetzt bei Covid-Erkrankten so etwas Triviales wie eine Vitalparameter-Messung erfolgen muss, dann ist das mit einer erheblichen Steigerung des Personalaufwands verbunden. Das was sonst etwa eine Minute dauert, also eine Pflegekraft misst Blutdruck und Puls, dauert im Moment über zehn Minuten. Das Pflegepersonal muss sich komplett verkitteln, Messungen durchführen, danach das Material desinfizieren und sich wieder entkitteln. Das ist eine Steigerung von einigen hundert Prozent was den Personalaufwand angeht für solche mehrmals täglich notwendigen Maßnahmen. Da kann das GUARDIAN-System helfen, da es alle wichtigen Informationen liefert, die wir brauchen, um die Veränderungen des Gesundheitszustandes kontinuierlich zu beobachten. Und das Ganze ohne Kabel und ohne diesen beachtlichen Personalaufwand.
Ganz wichtig ist eine Akzeptanz-Forschung. Deshalb haben wir im GUARDIAN-Projekt von Anfang an eine starke ELSI-Forschung zu ethischen, legalen und sozialen Implikationen. Mit steigender Reife des Systems stellen sich auch neue rechtliche Fragen. Erst mal muss den Nutzenden der Mehrwert klar werden, das ist die erste wichtige Hürde. Da bin ich aber sehr, sehr zuversichtlich. Wir wissen, dass im Krankenhaus 30-45 Prozent der Todesfälle unerwartet auftreten. Das bedeutet, fast eine von zwei behandelten Personen, die im Krankenhaus plötzlich versterben, stirbt so unerwartet, dass vorher keine Monitoring-Maßnahmen durchgeführt wurden. Da kann GUARDIAN helfen. Wir können mit GUARDIAN ein flächendeckendes Monitoring durchführen und werden somit gesundheitskritische Veränderungen nicht mehr übersehen. Jede Minute, die eine Intervention früher kommt, gerade in kritischen Zuständen wie dem Herz-Kreislauf-Stillstand, verändert den Ausgang. Das ist für den einzelnen Menschen, aber auch gesellschaftlich relevant. Denn ein schlechterer Ausgang bedeutet häufig Pflegebedürftigkeit, Intensivpflichtigkeit und damit immense Langzeitkosten für das Gesundheitssystem. Der Mehrwert ist also allen, die in der Klinik arbeiten und forschen von vorneherein klar.
Da wir Vitalparameter auf eine gänzlich neue Art und Weise abgreifen, muss man bedenken, was passiert, wenn sich zum Beispiel Angehörige zum Patientinnen und Patienten ins Bett legen sollte. Das ist in der Palliativmedizin nicht aus der Luft gegriffen. Wir wollen ja gerade, dass die Menschen die verbleibende Lebenszeit gut und intensiv zusammen verbringen. Wenn das Enkelkind sich zum Großvater ins Bett legt ist das etwas, das für die Person ein Stück Normalität, soziale Teilhabe und Lebensqualität darstellt. Aber plötzlich nehmen wir mit dem Radarsystem Vitalparameter von jemandem auf, der gar nicht eingewilligt hat und der auch nicht von uns behandelt wird. Das ist eine rechtliche Herausforderung.
Grundsätzlich gesprochen ist der Beifang von biometrischen Daten dann gerechtfertigt, wenn man ein höheres Gut verfolgt. Wenn ich den Zustand der Betroffenen also nachhaltig dadurch verbessern kann, darf ich solche Informationen erheben. Komplizierter wird es aber, wenn sich die Reichweite des Radars erhöht, so dass das System nicht mehr unter dem Bett ist, sondern sich an der Decke befindet und den gesamten Raum beobachtet. Das Monitoring von einem Patientenzimmer in Krankenhäusern bedeutet natürlich eine maximale Sicherheit, weil jede gesundheitskritische Entwicklung erkannt werden kann. Auf der anderen Seite bedeutet das aber auch, dass möglicherweise Besunchende im Raum auch erfasst werden. Wenn jemand von ihnen eine Herz-Rhythmus-Störung hat, dann muss man differenziert damit umgehen. Darf ich ihm das mitteilen? Möchte er das wissen? Gibt er mir die Erlaubnis das zu kommunizieren? Schon die Frage nach der Erlaubnis zeigt ja, dass etwas medizinisch Bemerkenswertes bei ihm vorliegt.
Wenn Krankenhäuser und Pflegeheime alle mit Systemen ausgestattet wären, könnte man darüber eine kollektive Veränderung der Vitalparameter leicht erkennen, eventuell KI-gestützt. Damit hätte man ein Frühwarnsystem für Ausbrüche von Pandemien, das ganz unabhängig von Abstrichen oder Blutuntersuchungen funktioniert. Wir sind jetzt auf diesem Stand nach drei Jahren Projektförderung. Aber es ist mehr möglich. Wir wollen auch andere Vitalparametern erforschen wie die Herzratenvariabilität und die Atemrate. Außerdem hoffen wir sehr, dass das System in der Zukunft auch außerhalb des klinischen Bereichs eingesetzt werden kann. Wir haben dazu jetzt einen EU-Antrag gestellt, mit dem wir Radarsysteme zu den Menschen nach Hause bringen wollen. Es geht darum, Seniorinnen und Senioren in ihrem autonomen Leben zuhause zu unterstützen.
Der große Wunsch ist, dass es weitergeht. Wir haben viele Projektideen, die sich anknüpfen. Andere Vitalparameter sind hoch relevant, gerade Atmungsparameter. Das hat die aktuelle Situation der Corona-Pandemie noch mal in den Mittelpunkt gerückt. Mein Wunsch ist, dass wir weiter forschen können, um die Performance des Systems zu steigern – weg vom Bett in den Raum. Ich glaube an das System, genauso wie alle Partner im Verbund.