Eine Studie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und der Charité – Universitätsmedizin Berlin zeigt, dass sich die Atemfrequenz von schlafenden Menschen mit Bewegungsarmbändern recht genau bestimmen lässt. Könnten solche Armbänder in Zukunft bei der Früherkennung von Krankheiten helfen?
Studien haben bereits gezeigt, dass Abweichungen von der normalen Atemfrequenz – egal in welche Richtung – auf Erkrankungen hinweisen können. Bei der Früherkennung medizinischer Risiken findet die Atemfrequenz jedoch bis jetzt wenig Beachtung. Genau darum wollten die Studienautoren eine neue Methode finden, um diese mit relativ günstigen Mitteln zu ermitteln. Das könnte im Rahmen von großen Gesundheitsstudien mit mehreren Hunderttausenden TeilnehmerInnen von Bedeutung sein. Bislang kann die Atemfrequenz nur in Kliniken mit entsprechender Ausstattung zuverlässig und über längere Zeiträume aufgezeichnet werden. In anderen Fällen wird häufig ein einfaches Elektrokardiogramm (EKG) eingesetzt, das Herzfrequenz und -rhythmus misst und so Rückschlüsse auf die Atmung erlaubt.
Rund 400 StudienteilnehmerInnen wurde im Schlaflabor neben den üblichen Geräten zusätzlich ein Armband angelegt, das Bewegungen registrieren kann. Mit einer zusätzlichen Elektrode, die auf die Haut aufgeklebt wird, kann es zudem ein einfaches EKG aufnehmen. Die Armbänder seien vergleichbar mit Fitnessarmbändern, erklären die Forschenden, nur um einiges genauer. So können sie bereits leichteste Bewegungen erkennen – zum Beispiel, wenn sich der Arm beim Atmen im Schlaf nur leicht dreht.
Die Daten zeigen: minimale Bewegungen erlauben sogar genauere Rückschlüsse auf die Atmung als das gleichzeitig gemessene herkömmliche EKG. Nach Ansicht der Autoren könnten die Armbänder daher langfristig etwa zur Diagnostik vor dem Aufenthalt in einem Schlaflabor genutzt werden. Die Methode muss jedoch noch optimiert und überprüft werden, bevor sie in der klinischen Praxis eingesetzt werden kann.
Mit den Armbändern soll ein Teil der Daten der NAKO-Gesundheitsstudie ausgewertet werden. Im Rahmen der 2014 gestarteten bundesweiten Studie werden etwa 200.000 Menschen über viele Jahre hinweg zu ihren Lebensumständen und ihrer Krankheitsgeschichte befragt und medizinisch untersucht. Das soll helfen, die Entstehung von Volkskrankheiten wie Krebs, Diabetes oder Herz-Rhythmus-Störungen besser zu verstehen und so Vorbeugung, Früherkennung und Behandlung in Deutschland zu verbessern.
Quelle:
Leube, J. et al.: Reconstruction of the respiratory signal through ECG and wrist accelerometer data. In: Scientific Reports, 2020, 10, 14530.