TU Graz/ TU Graz/ Services/ News+Stories/

Wie smart ist unsere Gesundheit?

03.05.2019 | Banner FoE Information, Communication & Computing | Banner International | Face to face | TU Graz people |

Von Birgit Baustädter

IT-Experte Christian Poellabauer forscht an seiner Heimatuniversität Notre Dame du Lac im US-Bundesstaat Indiana im Bereich Smart Health. Das Sommersemester arbeitet er an der TU Graz.

Christian Poellabauer erforscht, wie neue Informations- und Kommunikationsmethoden das Gesundheitswesen verbessern könnten. © Baustädter – TU Graz

Christian Poellabauer studierte an der TU Wien. Für sein Doktorat wechselte er den Kontinent und arbeitete am Georgia Institute of Technology im US-Bundesstaat Georgia. Heute ist er Professor an der University of Notre Dame du Lac – einer Privatuniversität in Indiana. Seine Fachgebiete sind Mobile Computing und drahtlose Netzwerke, spezialisiert hat er sich auf Anwendungen im Gesundheitssektor. Das Sommersemester verbringt Poellabauer als Fulbright Scholar am Institut für Technische Informatik an der TU Graz.

Die „Fulbright Austria Grants for Teaching, Research, Career Development, or Institutional Collaboration” finanzieren den Austausch von wissenschaftlichen Fachkräften zwischen den USA und Österreich.

News+Stories: Was genau ist Smart Health?

Christian Poellabauer: Die zentrale Frage in unserer Forschung ist: Wie können wir unsere derzeitigen Informations- und Kommunikationssysteme nutzen, um unser Gesundheitssystem und speziell die Vorsorge zu verbessern? Wir möchten bessere Vorhersagen treffen können, welche Krankheiten bei welcher Person in Zukunft vielleicht auftreten. So könnte eine Therapie individuell angepasst werden und wäre möglicherweise wirkungsvoller. Menschen sollten umfassender wissen, was ihnen dabei hilft, gesund zu bleiben – wie sie ihr Verhalten adaptieren können. Ziel ist natürlich, die Lebensqualität zu verbessern. Und natürlich wollen wir mit unserer Forschung das Verständnis von Krankheiten an sich verbessern.

Wie reagieren Medizinerinnen und Mediziner auf Ihre Forschung?

Christian Poellabauer: Sie wünschen sich grundsätzlich mehr Unterstützung in Ihrer Arbeit, mehr Informationen. Aber sie wollen natürlich die Kontrolle behalten. Ich sehe das auch so: Wir können ihnen mehr Informationen zur Verfügung stellen, um fundierte Entscheidungen zu treffen. Aber die Entscheidung muss schlussendlich immer ein Mensch treffen.

Wo könnte Ihre Forschung angewendet werden?

Christian Poellabauer: Zum Beispiel arbeiten wir an einem Projekt, in dem es um die Sprachsteuerung in Operationssälen geht. Oft dauern Eingriffe mehrere Stunden und die Chirurginnen und Chirurgen brauchen Informationen zu bereits verabreichten Medikamenten, zur Patientin oder zum Patienten selbst. Sie können dann nicht einfach die Operation unterbrechen und an einem Computer nachschauen. Eine Sprachsteuerung und eine Sprachausgabe würden da sehr viel weiterhelfen.

In einem anderen Projekt forschen wir an digitalen Biomarkern. Das sind Signale, die der Körper aussendet und über die wir mögliche Krankheiten aufspüren können. Am Beispiel von Gehirnschäden: Das Gehirn steuert alle Funktionen des Körpers. Ist es nun verletzt oder durch eine Krankheit beeinträchtigt, merkt man das anhand unterschiedlichster Prozesse im Körper. Zum Beispiel könnte man ein Gerät entwickeln, dass die Reaktion der Pupille auf Licht misst. Oder analysieren, wie sich die Stimme über die Zeit verändert. Oder messen, wie stabil sich eine Person bewegen kann. All das sind neue digitale Biomarker.

Zwei Hände. Eine Hand hält ein Smartphone, die andere eine Smartwatch

Smartphones und Smartwatches zeichnen bereits jetzt viele Gesundheitsdaten auf. Der Markt wird immer größer.

Wie könnte so ein Gerät ausschauen?

Christian Poellabauer: Unsere Smartphones können schon sehr viel. Natürlich sind auch Wearables wie Smartwatches ein großes Thema. Sie haben eingebaute Accelerometer (Beschleunigungsmesser) oder Pulsmesser. Und ganz neu können einige Geräte Elektro-Kardiogramme erstellen, mit denen man den Herzrhythmus überwachen kann.

Wir arbeiten zum Beispiel mit Menschen mit Gehirnschädigungen, die uns auf die Bewegungsdaten ihrer Smartphones zugreifen lassen. Wir können so ihre Mobilität und ihr Sozialleben untersuchen. Wie oft verlassen sie das Haus? Wie viele soziale Kontakte haben sie? Eine Schädigung kann das Leben der Menschen stark beeinträchtigen und wir hoffen, ihnen mit unseren Erkenntnissen in Zukunft helfen zu können.

Aber wir beschäftigen uns auch mit mobilen Diagnosegeräten, die schneller eine mögliche Gehirnerschütterung erkennen können. Das ist im Spitzensport ein großes Thema. Oder an Wearables, die das Blutvolumen, den Hautwiderstand und die Körpertemperatur messen und so Malaria schneller erkennen lassen.

Allen unseren Projekten ist gemein, dass wir unterschiedlichste Signale kombinieren und so eine frühere Diagnose möglich machen wollen.

Allen unseren Projekten ist gemein, dass wir unterschiedlichste Signale kombinieren und so eine frühere Diagnose möglich machen wollen.

Sind diese Daten zuverlässig?

Christian Poellabauer: Derzeit ist das im Bereich der frei verfügbaren Geräte wie Smartphones noch ein großes Problem. Die Genauigkeit liegt bei 85 bis 90 Prozent. Auch wenn diese Resultate schon sehr gut sind, ist da noch Raum nach oben.
Zwei wichtige Aspekte in der Smart Health sind Big Data und Machine Learning. Mithilfe der vielen, von den einzelnen Sensoren gesammelten Daten können Algorithmen sehr gute Modelle bauen. Je mehr Daten, desto genauer das Ergebnis.

Je mehr Daten verwendet werden, desto wichtiger ist auch der Datenschutz. Medizinische Daten sind die wohl sensibelsten privaten Daten einer Person. Wie kann man Sicherheit gewährleisten?

Christian Poellabauer: Alle diese Daten müssen sehr vorsichtig analysiert und gespeichert werden. Natürlich kann anhand vieler einzelner Daten schnell erkannt werden, um welche Person es geht. Besonders einfach ist das, wenn die Sprachdaten analysiert werden. Deshalb arbeiten wir gerade an einem Modell, bei dem die Sprachdaten verändert und anonymisiert werden, der Algorithmus sie aber trotzdem richtig verarbeiten kann. Natürlich müssen wir uns auch sehr gut überlegen, wie viel Automatisierung wir eigentlich zulassen.

Sie sind nun bis Ende des Sommersemesters in Graz. Welche Projekte planen Sie?

Christian Poellabauer: Ich hoffe, dass ich vor allem im Bereich Sprachanalyse viel machen kann. Aber ich werde auch im Bereich autonomes Fahren arbeiten.

Kontakt

Christian POELLABAUER
Dr.
Institut für Technische Informatik
Inffeldgasse 16/I
8010 Graz
Tel.: +43 316 873 6410
cpoellabnoSpam@nd.edu