Software warnt Asthmatiker vor einem Anfall
Eine niederländische Forscherin hat eine Software zur Analyse der Atemgeräusche von Asthmapatienten entwickelt.
Die Forscherin Mireille Oud von der Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO) hat eine Software entwickelt, die Atemgeräusche von Asthmapatienten analysieren kann. Ein Mikrophon, das unterhalb des Adamsapfels gehalten wird, liefert dem Programm genügend Informationen, um den momentanen Zustand des Patienten festzustellen oder ihn vor einer nahenden Attacke zu warnen.
Während eines Asthmaanfalls verkrampfen sich die Muskeln in der Bronchialwand, die entzündete Bronchialschleimhaut schwillt an und zäher Schleim wird produziert, was beim Patienten zu Husten, einem Engegefühl in den Atemwegen, Kurzatmigkeit und Atemnotanfällen führt. Mit der zunehmenden Verengung des Atmungstraktes verändern sich auch die Atemgeräusche. Die Anzahl der verschiedenen Töne im Atemgeräusch und die zunehmende Veränderung der Tonmuster ist aber für das menschliche Gehör nicht zu unterscheiden. Das Computerprogramm hingegen ist in der Lage, die feinen Unterschiede in den Atemgeräuschen wahrzunehmen und so den Grad der Atmungsbehinderung zu bestimmen. Vorangegangene Forschungsprojekte haben sich hauptsächlich darauf konzentriert, lediglich zwischen Patienten mit normaler Atmung und Kurzatmigkeit zu unterscheiden.
Bevor der Computer die aufgenommenen Atemgeräusche richtig analysieren kann, muss dieser mit den Lungengeräuschen des Patienten und den dazugehörigen Daten gefüttert werden. Die erforderlichen Geräusche hat die Forscherin während eines Lungenfunktionstests mit dem Patienten aufgenommen. Die verschiedenen Grade der Kurzatmigkeit wurden dabei durch die Gabe des körpereigenen Stoffes Histamin an den Patienten provoziert. Histamin löst beim Asthmatiker eine Verengung des Atmungstraktes aus. Durch die Gabe verschiedener Histaminmengen lassen sich so verschiedene Grade der behinderten Atmung hervorrufen, deren Geräusch über das Mikrophon aufgezeichnet wird. Sofort nach jeder Aufnahme bläst der Patient fest in ein Mundstück hinein, um die Luftmenge zu messen, die mit dem zuvor aufgezeichneten Atemgeräusch korrespondiert. Kommt der Patient später wieder in die Arztpraxis, so erkennt das System durch einfaches Anhalten des Mikrophons den Zustand des Patienten.
Die Forscherin sieht eine weitere wichtige Anwendung ihres Systems in der Alarmierung des Patienten vor einem nahenden Asthmaanfall in Alltagssituationen oder während der Nacht. Eine Langzeitüberwachung über Tage, Wochen oder gar Monate ist durch das Tragen des Mikrophons und eines kleinen Aufzeichnungsgerätes möglich und erleichtert dem Arzt, sich ein Bild über den Verlauf der Krankheit zu machen und die Therapie und Medikation entsprechend darauf einzustellen. Auch für die Asthmadiagnose bei Säuglingen, kleinen Kindern oder geistig behinderten Personen, die nur schwer einen Lungentest absolvieren können, kann das passive System durch "zuhören" die gleichen Ergebnisse bringen.
In Zukunft will die Forscherin ihr System noch ausbauen. So will sie mit Hilfe von niederfrequenten Tönen, die im Mundraum des Patienten abgespielt werden und die Luft in dessen Lunge in Bewegung versetzen, den Grad der Verengung im Atmungstrakt feststellen. (Andreas Grote) / (jk)
