Sichere Gesundheitsüberwachung mittels Smartwatches in Isolationsstudie für zukünftige Missionen getestet
© C. Kahlo, adesso
- ESA-Isolationsstudie SOLIS8 vom Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin durchgeführt.
- Isolationsstudie liefert Erkenntnisse, wie Menschen für einen Aufenthalt in einer isolierten Umgebung am besten vorbereitet und währenddessen betreut werden können.
- Zur medizinischen Überwachung wurden erstmals Smartwatches eingesetzt.
- Zusammenarbeit mit dem IT-Dienstleister adesso SE und Samsung Deutschland.
- Schwerpunkte: Raumfahrt, Exploration, Raumfahrtmedizin
Eine besondere Situation für sechs Probandinnen und Probanden wurde in der ESA-Studie SOLIS8 hinter verschlossenen Türen erforscht: Acht Tage lang lebten sie in einem abgeschlossenen Modul in der luft- und raumfahrtmedizinischen Forschungsanlage :envihab am DLR isoliert von der Außenwelt. Das Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin führte diese Isolationsstudie durch und untersuchte, wie man Menschen für einen Aufenthalt in einer isolierten Umgebung am besten vorbereitet und währenddessen betreut. Besonders wichtig dabei: Eine verlässliche medizinische Überwachung. Aber wie kann man Gesundheitsdaten isolierter Menschen sicher erfassen und verarbeiten, wenn eine direkte ärztliche Betreuung und Zugang zu medizinischen Versorgungseinrichtungen nur eingeschränkt verfügbar sind – ohne Cloud und Smartphone?
In der SOLIS8-Studie wurden dafür erstmals Fitnessuhren für die Gesundheitsüberwachung eingesetzt. Dazu arbeitet das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin mit dem IT-Dienstleister adesso SE und Samsung Deutschland zusammen. Die Vitaldaten (z. B. Herzfrequenz) der sechs Probandinnen und Probanden in Isolation wurden per Smartwatch erfasst und ausgewertet, um die technische Machbarkeit zu erforschen. Von den Erkenntnissen könnten in Zukunft neben der Raumfahrt auch Bereiche wie die Telemedizin oder Pflege profitieren. Die Gesundheitswerte werden lokal erfasst, verschlüsselt und ohne Cloud-Anbindung verarbeitet, um den Datenschutz zu gewährleisten und eine kontinuierliche, ganzheitliche Überwachung von Vitalparametern bei Teilnehmenden in isolierten Umgebungen zu ermöglichen.
Smartwatches und weitere Wearables sind ein vielversprechendes Tool für die Gesundheitsüberwachung unter Isolationsbedingungen
Systeme zur Gesundheitsüberwachung müssen in einem solchen Setting nicht nur zuverlässig und sicher, sondern auch leicht und verlässlich durch medizinische Laien bedienbar sein. Moderne tragbare Systeme wie Smartwatches und weitere Wearables sind ein vielversprechendes Tool für die Gesundheitsüberwachung unter Isolationsbedingungen, um die korrekte medizinische Datenerhebung und -weitergabe zu sichern. Fitnessuhren zur Gesundheitsüberwachung ermöglichen eine alltagsnahe und kontinuierliche Erfassung von Vitalparametern wie Herzfrequenz, Aktivitätsniveau oder Schlafdauer. Ihr Vorteil: kompakte Bauweise, keine Kabel, einfache Handhabung. Allerdings sind kommerzielle Wearables in der Regel herstellergebunden – der Zugang zu Rohdaten und Algorithmen ist eingeschränkt. Das erschwert die wissenschaftliche Validierung und den Vergleich mit etablierten medizinischen Standards.
Die Smartwatches wurden von den SOLIS8-Teilnehmenden über die gesamte Studiendauer hinweg getragen – mit Ausnahme der Ladephasen. Eine intuitive Nutzung und eine gezielte Schulung der Teilnehmenden vor Beginn der Isolation durch Mitarbeitende des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin und adesso waren wichtig für den Einsatz und den Erfolg des Tests: „Der Einsatz der Smartwatch in unserer Studie hat gezeigt, dass diese Uhren ohne Zwischengeräte wie Handys zur Vitalüberwachung eingesetzt werden können – auch unter den erschwerten Bedingungen einer vollständigen Isolation der Teilnehmenden“, sagen Dr. Jens Hauslage und Dr. Laura de Boni vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin. „Die hohe Nutzerakzeptanz bei sicherer Verschlüsselung eröffnet uns neue Perspektiven – sowohl in der Raumfahrt als auch in Bereichen wie abgelegenen Forschungsstationen oder der Telemedizin.“
Zukünftige Missionen profitieren von den Erkenntnissen aus der Anwendung von Smartwatches in der SOLIS8-Studie
Die Erkenntnisse aus der Anwendung in SOLIS8 fließen nun auch in die Weiterentwicklung der Software für die geplante DLR-Biobase ein, eine kollaborative Forschungseinrichtung in den Bereichen Lebenserhaltungssysteme, Sensornetzwerke und Vitalüberwachung von Habinauten. Das DLR hat im Zusammenhang mit den Flügen der Höhenforschungsrakete Mapheus® bereits mit adesso und Samsung zusammengearbeitet. Dabei wurde untersucht, ob und wie handelsübliche Geräte aus dem Bereich der smarten Wearables für den Einsatz im Weltraum ohne Modifikationen genutzt werden können. Die sichere Verschlüsselung von Datenströmen und die Beweiswerterhaltung von Sensorwerten konnte so auch mehrfach bereits erfolgreich in einem Weltraumexperiment demonstriert werden.
Auch in zukünftigen Isolationsstudien können die Smartwatches eingesetzt werden, um die medizinische Überwachung durch kontinuierliches Monitoring zu verbessern. Der mögliche Nutzen reicht dabei über die Raumfahrt hinaus: Systeme dieser Art könnten beispielsweise in der Telemedizin oder Pflege eine enorme Hilfe sein. Gerade im ländlichen Raum ließe sich die Betreuung pflegebedürftiger Menschen durch einfach zu handhabende, aber datensichere Smartwatches optimieren.