Gesundheitstechnologie
Innovative HealthTech im Aufschwung: Neue Smart-Maske analysiert Atemkondensat in Echtzeit auf Krankheiten
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Innovative HealthTech hat seit 2020 ein starkes Wachstum erlebt, das hauptsächlich durch COVID-19‑Triebkräfte und den Bedarf an höherer Unternehmens‑Effizienz angetrieben wurde.
Bis zum Geschäftsjahr 2023 machte es fast ein Viertel des Marktes für Gesundheitsinnovation aus. In absoluten Zahlen hat sich der Markt mehr als verdoppelt, von etwa US$3 Mrd. im Jahr 2020 auf US$7 Mrd. im Geschäftsjahr 2023 gewachsen.
HealthTech hat bereits seine Flügel auf verschiedene Verbraucherszenarien ausgebreitet, darunter Telemedizin, E‑Apotheken, E‑Diagnostik und Wellness. Auf Unternehmensseite haben HealthTech‑Innovationen Bereiche wie SaaS‑basierte Krankenhauskliniken und Apotheken‑Management‑Lösungen optimiert.
HealthTech ist so schnell gewachsen, weil seine Innovationen die Effizienz gesteigert haben, wodurch Gesundheits‑ und Wohlbefinden‑Lösungen bequemer und zugänglicher wurden.
In den kommenden Abschnitten werden wir eine Innovation betrachten, die ein hohes Potenzial für eine großflächige Einführung hat.
Smart‑Maske: Atemüberwachung zum Verständnis der Gesundheit
Ein Team von Caltech‑Forscher*innen, darunter Wei Gao, Professor für Medizintechnik, und seine Kolleg*innen, haben eine intelligente Gesichtsmaske entwickelt, die eine Selbstkühlungs‑Strategie, automatisierte Mikrofluidik und Biosensoren für die tragbare Probenahme und Analyse von exhaliertem Atemkondensat (EBC) und Metaboliten integriert.
Quelle: Caltech
Die Lösung ist in verschiedenen Anwendungsfällen einsetzbar, bei denen das Ziel ist, verschiedene medizinische Zustände zu überwachen, darunter Atemwegserkrankungen wie Asthma, COPD (chronisch obstruktive Lungenerkrankung) und Post‑COVID‑19‑Infektionen. Während einige Masken physikalische Veränderungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Atemfrequenz überwachen, kann diese – bekannt als EBCare – Atemchemikalien in Echtzeit analysieren.
EBC steht für exhaliertes Atemkondensat. Die von ihr detektierten Chemikalien liefern notwendige Informationen für verschiedene Gesundheitsparameter im Zusammenhang mit spezifischen Krankheiten. Beispielsweise hilft die Überwachung von Nitritwerten, die Entzündung der Atemwege bei Asthma‑Patient*innen zu beurteilen.
Ein Hauptvorteil der Lösung besteht darin, dass sie die Wartezeit auf Laborergebnisse eliminiert. Sie liefert in Echtzeit Einblicke aus dem Komfort und der Bequemlichkeit von zu Hause oder dem Büro.
Während er die Vorteile von EBCare erläuterte, sagte Wei Gao:
„Seit COVID‑19 tragen die Menschen häufiger Masken. Wir können diese verstärkte Maskennutzung für remote‑personalisierte Überwachung nutzen, um in Echtzeit Rückmeldungen über unsere Gesundheit zu Hause oder im Büro zu erhalten. Beispielsweise könnten wir diese Informationen nutzen, um zu beurteilen, wie gut eine medizinische Behandlung wirkt.“
Wie EBCare funktioniert
Alles beginnt mit der Kühlung des Atems. EBCare nutzt ein passives Kühlsystem, das hydrogelbasierte Verdunstungskühlung mit Strahlungskühlung kombiniert, um den Atem in Gesichtsmasken effektiv zu kühlen.
Die Kühlung wandelt den Atem in Flüssigkeit um, die anschließend über eine Reihe von Kapillaren zu den Sensoren zur Analyse transportiert wird. Dies gehört zu einer Klasse von Geräten, die als bioinspirierte Mikrofluidik bekannt sind. Der Flüssigkeitstransportmechanismus spiegelt nach, wie Pflanzen Wasser aus dem Boden nach oben ziehen und transportieren.
Sobald die Analyse abgeschlossen ist, werden die Ergebnisse elektronisch an ein persönliches Telefon, Tablet oder einen Computer übertragen. Zusätzlich zu ihrer nahtlosen und bequemen Handhabung sind die Smart‑Masken kostengünstig, wobei die Materialien nur $1 kosten.
Testen der Maske in realen Szenarien
Ein Test der Maske wurde mit Patient*innen durchgeführt, die an Asthma oder COPD litten. Der überwachte Parameter war Nitrit, ein Biomarker, der das Ausmaß der Atemwegsentzündung anzeigt.
Die Maske erwies sich zudem als wirksam bei der Erkennung von Blutalkoholwerten bei Proband*innen, wodurch sie für Vor‑Ort‑Alkohol‑und‑Fahrprüfungen sowie andere Formen der Alkoholkonsum‑Überwachung geeignet ist.
In einem weiteren Szenario untersuchten die Forschenden die Möglichkeit, Blut‑Ureawerte bei nierenspezifischen Erkrankungen zu beurteilen. Eine verschlechterte Nierenfunktion führt häufig zu erhöhtem Harnstoff im Speichel, der zu Ammoniakgas zerfällt, was zu höheren Ammoniumwerten im Atemkondensat führt. Die Maske kann diese Veränderung erkennen.
Während er die Perspektiven der Maske skizzierte, sagte Gao:
„Wir wollen diese Technologie erweitern, um verschiedene Marker im Zusammenhang mit unterschiedlichen Gesundheitszuständen zu integrieren. Dies ist die Grundlage für die Schaffung einer Maske, die als vielseitige Plattform für allgemeine Gesundheitsüberwachung fungiert.“
Wie EBCare sind in letzter Zeit viele Lösungen entstanden. Diese Lösungen machen das Gesundheitswesen bequemer, inklusiver und zugänglicher.
Im Mai 2022 stellte eine Forschergruppe eine Smart‑Maske als tragbare IoT‑Lösung für verbesserten Schutz und persönliche Gesundheit vor. Bei der Erklärung ihres Zwecks und Ziels sagten die Forschenden:
„Die Integration von Sensorik, Materialien, KI, drahtloser Kommunikation, IoT und Software wird die Erfassung von Gesundheitsdaten und die Echtzeit‑Erkennung gesundheitsbezogener Ereignisse sowohl vom Nutzer als auch aus seiner Umgebung unterstützen.“
Während sie die potenziellen Vorteile der Lösung hervorhoben, erläuterten die Befürworter, wie die Kombination von Technologie und Gesundheitswesen Ergebnisse erzielen kann. Beispielsweise kann in diesem Fall die KI‑basierte Analyse von Gesundheitsdaten die medizinischen Kosten durch genaue Diagnosen und Behandlungspläne verringern.
Während die Smart‑Maske hervorsticht, gibt es viele weitere Beispiele von Unternehmen, die außergewöhnlich innovative Angebote im Health‑Tech bereitgestellt haben. In den folgenden Abschnitten betrachten wir ein paar dieser Unternehmen.
#1. MedTronic
MedTronic verfügt über ein Gerät namens BioButton, ein Mehrparameter‑Wearable. Es ist ein medizinisch zertifiziertes Wearable‑Gerät, das kontinuierlich Vitalparameter unseres Körpers überwachen kann, darunter Hauttemperatur, Atemfrequenz in Ruhe und Herzfrequenz in Ruhe. Die Lösung ist Teil von Medtronics Healthcast™ Intelligent Patient Manager, einem Portfolio von Fernüberwachungs‑ und Konnektivitätslösungen.
Der BioButton ist ein kleines, unauffälliges und einfach anzubringendes selbstklebendes Gerät. Er ist nicht invasiv und kann von Patient*innen auf der oberen linken Brust getragen werden. Mit einer durchgehenden Batterielaufzeit von bis zu 16 Tagen kann der BioButton täglich 1.440 Vitalmessungen erfassen, einschließlich klinisch relevanter Parameter wie Hauttemperatur, Atemfrequenz in Ruhe und Herzfrequenz in Ruhe.
Das Gerät ist mit personalisierten Basislinien‑Alarmen ausgestattet – genauer und effizienter als klinische Alarme. Es verfügt über konfigurierbare akute und post‑akute Modi und ist kompatibel mit der Integration in bestehende EMR‑Systeme in Krankenhäusern.
Medtronics BioButton ermöglicht kontinuierliche Fernüberwachung von Patient*innen, was zahlreiche Vorteile bietet. Es reduziert Burnout, stärkt Ärzt*innen, verbessert die Patientenzufriedenheit und verbessert die Ergebnisse in Krankenhäusern und zu Hause.
Das Gerät verkürzt die Zeit für die manuelle Erfassung und Dokumentation von Vitalzeichen. Patient*innen fühlen sich wohler, da sie weniger nächtliche Stichprobenkontrollen durchlaufen. Gesundheitseinrichtungen können dagegen effizienter arbeiten, da Krankenhausaufenthalte kürzer werden, die Zahl ungeplanter Intensivaufnahmen sinkt, die Komplikationsraten abnehmen und die Häufigkeit von Aktivierungen des Rapid‑Response‑Teams reduziert wird.
Die Lösung ist besonders nützlich für Patient*innen mit chronischen Erkrankungen wie COPD oder CHF. Insgesamt senkt sie die Sterblichkeitsrate.
MDT Preisdiagramm
Im Mai 2024 gab Medtronic Finanzergebnisse für das vierte Quartal (Q4) und das Geschäftsjahr 2024 (FY24) bekannt, das am 26. April 2024 endete. Der Umsatz für das Quartal betrug 8,6 Mrd. US‑$, was um 0,5 % (berichtigt) und 5,4 % organisch wuchs. Der Umsatz für FY24 lag bei 32,4 Mrd. US‑$, was um 3,6 % (berichtigt) und 5,2 % organisch zunahm.
Während dieser Zeit erhielt Medtronic von der US‑FDA die Zulassung für zahlreiche seiner Lösungen, darunter das Evolut™ FX+ TAVR‑System und den Inceptiv™ Closed‑Loop‑Spinal‑Cord‑Stimulator. Es erhielt von der chinesischen Nationalen Behörde für Medizinprodukte (NMPA) die Zulassung für das Symplicity Spyral™ Renale‑Denervations‑System. Außerdem reichte es den Affera Sphere‑9™ Ablationskatheter und den Simplera Sync™ CGM bei der US‑FDA ein, um während dieses Zeitraums eine Zulassung zu erhalten.
#2. Philips
Philips’ IntelliVue MX40 ist ein intelligent konzipierter patienten‑tragbarer Monitor mit innovativen Funktionen, die ambulante Patient*innen komfortabel und praktisch tragen können. Während Patient*innen sich im Versorgungsbereich bewegen, überwacht das Gerät sie drahtlos am IntelliVue Information Center iX.
Außerdem verfügt das Gerät über einen einzigartigen Kabelanschluss, der – durch sein Design – die Ansammlung von Schmutz und Flüssigkeiten reduziert und hochwirksamen Desinfektionsmitteln, einschließlich periodischer Sterilisation, standhält. Es besitzt ähnliche, anpassbare Alarmsysteme wie die zuvor vorgestellte Lösung.
Wenn sich das Gerät in der Nähe des Patienten befindet oder ein Patient mobil ist, zeigt das Gerät Alarme nur am Information Center an. Das Gerät kann konfiguriert werden, Alarme anzuzeigen und auszulösen, basierend auf den klinischen Bedürfnissen des Patienten.
Das Gerät, das einen einfachen Energiebedarf hat, funktioniert sowohl mit Einweg‑AA‑Batterien als auch mit einer einzigen wiederaufladbaren Philips‑Batterie und verfügt über eine drahtlose Kurzstreckenverbindung zu IntelliVue‑Monitoren, um Vitalzeichen zu erfassen oder für eine umfassendere Ansicht.
Das Gerät kann abgeleitete 12‑Kanal‑EKG‑Informationen erhalten, während es kontinuierlich ST‑ und QT‑Wellen, FAST‑SpO₂ und Impedanz‑Atmung überwacht. Es unterstützt bis zu 5 Bildschirmformate, wobei alle erforderlichen Informationen mit einem einzigen Fingertipp sofort verfügbar sind.
PHG Preisdiagramm
Im Geschäftsjahr 2023 erzielte Philips einen Umsatz von 18,2 Mrd. Euro bei einer bereinigten EBITDA‑Marge von 10,6 %.
Während große MedTech‑ und Universal‑Tech‑Unternehmen wie Medtronic und Philips die Wellen der innovativen HealthTech mit großem Elan reiten, bleiben die Forschenden unermüdlich auf der Suche nach noch bequemeren, nützlicheren und kosteneffizienten Lösungen im Health‑Tech‑Bereich. Wir werden den heutigen Artikel mit Details zu einigen dieser Forschungen abschließen, die einen Hinweis darauf geben, wie die Zukunft des Health‑Tech aussehen könnte.
Die Zukunft der innovativen HealthTech
In Anerkennung des Potenzials, das innovative HealthTech hat, um unsere Welt zu gestalten, hat die World Health Organization (WHO) ein Public Digital Health Technology‑Team namens PDH gegründet. Ihre erklärte Mission ist es, mit einer Vielzahl von Interessengruppen im digitalen Gesundheitswesen zusammenzuarbeiten, um drei strategische Ziele zu erreichen: normative Unterstützung, Marktgestaltung und operative Unterstützung.
Die wichtigsten Initiativen des PDH‑Teams umfassen die Sicherstellung von SMART‑Richtlinien. Das Team strebt zudem an, zu koordinierten Bewertungen des Bedarfs an digitaler Gesundheit beizutragen und Länder dabei zu unterstützen, qualitativ hochwertige digitale Gesundheitstechnologien zu übernehmen und zu skalieren, die den lokalen Bedürfnissen entsprechen und zu resilienten und nachhaltigen Gesundheitssystemen beitragen.
Abgesehen von Geräten gibt es bekannte Unternehmen wie EY, die über die Hardware hinaus Software‑ und Datenunterstützung anbieten. Die EY Smart Health Analytics ist beispielsweise eine Plattform, die dabei hilft, kontrollierbare Live‑Datensätze zu kuratieren, Daten auf für den Nutzer relevante Weise zu analysieren und Maßnahmen zu initiieren, die vor Ort einen Unterschied machen.
EY verfügt über ein umfassendes Healthcare‑Transformation‑Team, das Gesundheitsdienstleister und Kostenträger auf ihrem Weg unterstützt. Dieses Team nutzt alle modernsten Technologieparadigmen, einschließlich Internet of Things (IoT), 5G, künstliche Intelligenz (KI) und Fernüberwachung, um Agilität in das System zu bringen und das Volumen zu bewältigen, ohne an Wert zu verlieren.
Und wenn es um große Unternehmen geht, die sich direkt an innovativer HealthTech beteiligen, mangelt es nicht an einfallsreichen Kandidaten.
Obwohl wir bereits Unternehmen wie Medtronic und Philips besprochen haben, gibt es weitere Unternehmen auf dem Markt. Zum Beispiel Abbott (NYSE: ABT) hat kürzlich die Zulassung der US Food and Drug Administration (FDA) für zwei neue rezeptfreie kontinuierliche Glukose‑Monitoring‑Systeme (CGM) erhalten – Lingo™ und Libre Rio™.
Das Lingo‑System, das hier besonders erwähnt werden sollte, kombiniert einen Biosensor, der am Oberarm für 14 Tage getragen wird und kontinuierlich Glukosedaten an eine Coaching‑Applikation auf einem Smartphone überträgt. Mit anderen Worten, es hilft, die Sprache des Körpers zu übersetzen und liefert Einblicke in die Reaktion der Person auf Nahrung, Bewegung und die täglichen Stressfaktoren des Lebens.
Libre Rio hingegen ist ein rezeptfreies integriertes kontinuierliches Glukose‑Monitoring‑Gerät (iCGM), das für Personen ab 18 Jahren ohne Insulintherapie vorgesehen ist.
Philips hat neben der bereits besprochenen Lösung auch ein ePatch und ein erweitertes Holter‑System entwickelt. Das Patch bietet 3‑14 Tage erweitertes Holter‑Monitoring, das einfach, umsetzbar und effizient ist. In technischer Hinsicht ist die Lösung bahnbrechend, um es milde auszudrücken. Sie nutzt medizinisch‑klassifizierte KI und flexible Trageoptionen, um umfassende, umsetzbare Berichte schnell basierend auf der vom Träger vorgegebenen Studiendauer zu liefern. Sie wird mit Berichten geliefert, die leicht zu lesen und zu verstehen sind und Infografiken enthalten.
Abschließende Gedanken
Das weltweite Bevölkerungswachstum erfordert, dass die Gesundheitssysteme der Welt mit diesem Tempo Schritt halten. Die physische Unzugänglichkeit von Diagnose‑ und Behandlungseinrichtungen bleibt weltweit eine Herausforderung.
In Entwicklungsländern bleibt der Zugang zu Gesundheitseinrichtungen ein Hindernis für die Senkung der Sterblichkeit. Tragbare oder nicht‑invasive Health‑Tech kann diese Lücke schließen.
Der Einsatz von KI, Hochgeschwindigkeits‑Internet‑ und Übertragungstechnologie, Blockchain und anderen fortschrittlichen Technologieparadigmen ermöglicht es Nutzer*innen, kostengünstige und leicht zugängliche Diagnose‑ und Überwachungsdienste zu nutzen.
Zukünftig müssen Unternehmen, insbesondere die großen Tech‑Konzernen, mehr Ressourcen investieren, um die Produktion solcher Geräte zu erhöhen. Eine Skalierung würde helfen, die richtige Preisökonomie zu erreichen, und – letztlich – alle Arten von Nutzer*innen würden vom wachsenden Angebot an innovativer Health‑Tech profitieren.
