Diabetisches Fußsyndrom: Orthese mit Sensoren soll helfen

An der Hochschule Bielefeld wird eine mit Sensoren ausgestattete Orthese entwickelt, die das Selbstmanagement der Patientinnen und Patienten während der Behandlung des diabetischen Fußsyndroms verbessern soll.

Prof. Martin Kohlhase und Prof. Rena Isabel Amelung schildern im Gespräch mit MEDICA.de das Zusammenwirken von Ingenieurwissenschaft und Gesundheit sowie die Ziele des Projekts.

Herr Prof. Kohlhase, Frau Prof. Amelung, wie funktioniert die Orthese, was ist ihr Nutzen?

Prof. Martin Kohlhase: Wir wollen mit der Orthese Bewegungsmuster erkennen, um das Mobilitätsverhalten zu erfassen. Außerdem sollen Veränderungen am Fuß erkannt werden. Wer nach einer Fuß-OP aus dem Krankenhaus entlassen wird, sieht seinen behandelnden Arzt oft erst relativ spät wieder.

In dieser Zeit wollen wir Betroffene durch Sensoren in der Orthese versorgen. Dafür wollen wir Daten aus der Orthese sowie Vitaldaten mit Wearables, wie einer Smartwatch, sammeln, damit Patientinnen und Patienten das Selbstmanagement mit Unterstützung eines Smartphones üben können.

Die Daten sind über Telemedizin auch für professionelle Dienstleister nutzbar wie aus der Orthopädietechnik, der Fußpflege sowie Ärztinnen und Ärzte. Wir zielen auf eine kostengünstige Lösung mit wenigen Sensoren, sodass wir am Markt bestehen können. Ungenaue Daten müssen mit einer intelligenten Software so aufbereitet werden, dass sie spezifische Informationen liefern.

Prof. Rena Isabel Amelung: Es gibt dafür noch keine standardisierte, leitliniengestützte Lösung. Das Entwicklungspotenzial ist groß, denn bislang kennen wir oft nur Maximalwerte, ab deren Erreichen Schäden am Fuß entstehen. Wir wollen Betroffenen Rückmeldungen geben und sie bestärken, sich selbst zu managen.

Dazu gehören zum Beispiel auch Aufforderungen über Fuß-Assessments, die Haut am Fuß auf Veränderungen zu prüfen. Da die Sensibilität im Fuß reduziert ist, merken Betroffene nicht, wenn eine Druckstelle entsteht oder sie sich verletzt haben.

Wie läuft diese Erprobung ab?

Kohlhase: Weil durch eine Neuropathie bei einem diabetischen Fuß kein bewusstes Schmerzempfinden vorhanden ist, arbeiten wir mit gesunden Teilnehmenden. Wir klären, wo und wie viele Sensoren in der Orthese platziert werden. Sie sollen eine Rückmeldung darüber geben, was der gesunde Mensch spürt.

Um später automatisiert Bewegungsmuster in den Daten zu erkennen, brauchen wir Informationen, sogenannte Labels, über die Aktivitäten. So trainieren wir erste Modelle für die spätere Interaktion. Im zweiten Schritt werden dann Füße von Erkrankten vermessen, um eine Referenzmessung zu haben.

Amelung: Jede Orthese wird individuell erarbeitet. Später sollte jede Ausführung einen bestimmten Sensoranteil aufweisen.

Welchen Fokus hat das Gesamtprojektes HIS4DiaPedes? Was wird in anderen Teilprojekten erarbeitet?

Kohlhase: Das Förderprogramm zielt auf hybride Interaktionssysteme, bei uns ist das die Interaktion zum Selbstmanagement. Wir sind das einzige von acht Projekten im Bereich Diabetes mit Fokus auf den diabetischen Fuß. Wichtig ist die Interdisziplinarität und Interprofessionalität.

Ein weiterer Schlüssel für uns ist die Sprachassistenz, um zusätzliche Daten zu erheben, da nicht alle Technologien vollumfänglich zur Verfügung stehen. Ein Grundgedanke ist zudem die Prävention. Wenn wir die Signale aus der Orthese erfolgreich auswerten, können wir im nächsten Schritt die Sensorik in den orthopädischen Schuh integrieren.

Amelung: Der orthopädische Schuh liegt im Behandlungsverlauf sowohl vor als auch nach der Orthese: Bei Diabetes und Problemen am Fuß werden meist zuerst Einlagen eingesetzt, dann ein orthopädischer Schuh. Wenn das nicht ausreicht, folgt häufig ein Krankenhausaufenthalt mit der Anpassung einer Orthese, die nur für wenige Wochen am Fuß ist. Bei gutem Verlauf wird danach wieder ein orthopädischer Schuh angepasst.

Welche Möglichkeiten und Bestrebungen gibt es zur Kommerzialisierung?

Kohlhase: Im nächsten Jahr wird entschieden, welche Lösungsbausteine vielversprechend sind. Wir stellen ein Funktionsmuster bereit, das mit einer Stichprobe validiert wird. Passende Sensoren für die Orthese, die alle Regularien von Medizinprodukten erfüllen, müssen dann noch entwickelt werden. Teillösungen werden auf jeden Fall über unsere Konsortialpartner den Weg in den Markt finden. Entschieden wird noch, ob es ein Nachfolgeprojekt gibt oder ob jede der Firmen Lösungen weiterentwickelt.

Amelung: Aus medizinisch-therapeutischer Sicht haben wir erforscht, was für Patientinnen und Patienten zur Stärkung Ihres Selbstmanagements sinnvoll ist und welche Informationen für die versorgenden Dienstleister interessant sind. Nicht alles kann umgesetzt werden. Wir wissen, wie wir uns die Lösung vorstellen und was wir dafür von Betroffenen und Dienstleistern mitgenommen haben. Aber nicht alles ist jetzt schon integriert.