Hearables: die neuen Gesundheitszentralen am Ohr

Forschende der Universitäten Oldenburg und Bremen wollen in den kommenden fünf Jahren im Rahmen des Graduiertenkollegs HEARAZ (Hearable-zentrierte Assistenz: Vom Sensor zur Teilhabe) untersuchen, welche zusätzlichen Aufgaben Hörgeräte übernehmen können.

Prof. Andreas Hein, Hochschullehrer für Automatisierungs- und Messtechnik an der Universität Oldenburg und Sprecher des neuen Graduiertenkollegs, schildert im Gespräch mit MEDICA.de, welche neuen Funktionen integriert werden könnten.

Prof. Hein, wofür können die Geräte perspektivisch im medizinischen Bereich eingesetzt werden?

Prof. Andreas Hein: Die Vision von Hearables ist, dass sowohl Hörgeräte als auch miniaturisierte Kopfhörer durch zusätzliche Sensoren Gesundheitsdaten erfassen. Damit könnten wir jüngere Zielgruppen erreichen und Entwicklungen über längere Zeit beobachten, um früher Defizite oder eine Entwicklung von Krankheiten festzustellen.

Mit zusätzlicher Sensorik der Wearables am Ohr können zum Beispiel die Sauerstoffsättigung gemessen werden, Puls und Herzfrequenz-Variabilität, mit eingeschränkten EEG auch die Gehirnaktivität. Die Daten werden dann in das Smartphone übertragen, wo wir eine KI basierte Auswertung vornehmen.

Wir wollen Muster und Symptome erkennen, wie zum Beispiel Schluckbeschwerden. Sie lassen sich messen als Beschleunigung am Ohr und als Aktivierung der Kaumuskeln. So können wir abnormales Verhalten feststellen, werden aber keine Diagnostik vornehmen.

Welche Entwicklungen sind dafür notwendig?

Hein: Wir sammeln und validieren diagnostische Informationen für eine Früherkennung. Im Bereich der Geriatrie geht es zum Beispiel um Mobilität und Sturzrisiken. In der Neurologie haben wir Verhaltensänderungen im Blick, die über die Laufzeit von Parkinson auftreten, wie Mobilitätsstörungen oder Schluckstörungen.

Für diese Krankheitsbilder können wir Informationen aus der ohrnahen Sensorik ableiten. Die Ergebnisse müssen für die behandelnden Ärztinnen und Ärzte übersetzt und durch KI aufbereitet werden. Da wir die Trägerinnen und Träger von Hörgeräten den ganzen Tag in ihrem normalen Leben beobachten, erwarten wir eine deutlich höhere Varianz und müssen den Kontext verstehen. Möglicherweise erfassen wir dabei sensible Daten, aus Datenschutzgründen beschränken wir uns aber auf bestimmte Eigenschaften der Sprache. Wir betrachten zum Beispiel die Flüssigkeit, die Stockungen und mögliche Veränderungen in der Stimme, die auf emotionale oder körperliche Veränderungen zurückzuführen sind. Die Inhalte von Gesprächen werden nicht erfasst.

Welche Projekte werden zum Auftakt durchgeführt?

Hein: Wir haben in der Förderung zehn parallel startende Doktorarbeiten vorgesehen, die das beschriebene Spektrum der Datenerfassung abdecken. Es geht dabei um die Hardware-Anpassung, die Verarbeitung der Sensordaten, eine Anbindung an klinische Prozesse, aber auch der Akzeptanz- und Privatheitsfragen sowie die Einbindung der späteren Nutzerinnen und Nutzer.

Die Themen der zweiten Kohorte von Promovierenden werden wir in etwa drei Jahren anhand der Ansätze auswählen, die sich als erfolgreich herausgestellt haben. Dann legen wir den Fokus auf Ergebnisse, die schnell in die Praxis transferiert werden können.

Gibt es Themen, die als besonders dringlich gelten?

Hein: In vielen Hörgeräten ist die Sensorik bereits integriert, also Beschleunigungssensoren und der Audiokanal, die zur Mobilitätsanalyse und Sturzrisikobestimmung genutzt werden können. Da wir auf die Hardware von vorhandenen Produkten aufbauen können, geht es hier um die Entwicklung von Software und deren klinische Anwendung.

Es liegt nahe, vor allem die Interaktion zwischen Mobilität und Sprachproduktion zu prüfen. Wenn ich nicht mehr gleichzeitig laufen und sprechen kann, ist das ein Hinweis auf eingeschränkte kognitive Fähigkeiten. Das führt zu erhöhtem Sturzrisiko oder kann ein Frühindikator sein für kognitive Veränderungen, Demenz oder Parkinson. Hier sehe ich Potenzial für eine frühe Umsetzung in Produkten und Dienstleistungen im Gesundheitsbereich. Perspektivisch sollen die erhobenen und analysierten Daten in die Telematikinfrastruktur eingebunden werden, sodass die behandelnden Ärztinnen und Ärzte direkt darauf zugreifen können.