Ein Fitnessarmband, das Doktor spielt

Das Start-up Quanttus entwickelt ein Verfahren, mit dem sich Herzfrequenz, Atmung und Blutdruck vom Handgelenk aus messen lassen.

Mittlerweile gibt es zahlreiche digitale Fitnesstracker auf dem Markt, die überwachen, wie viele Schritte man am Tag zurückgelegt hat und wie viele Kalorien man ungefähr dabei verbrennt. Tiefere Einblicke in den Zustand des Körpers sind dabei allerdings nicht möglich – etwa, wenn man wissen will, ob sich dieser bereits von einem anstrengenden Training erholt hat.

Das Start-up Quanttus aus Cambridge in Massachusetts hat ein Smartwatch-artiges Gerät entwickelt, das mehr Daten verspricht. Es kann unter anderem die Herzfrequenz kontinuierlich messen und bestimmt Atmung und Blutdruck – dies war für am Handgelenk getragene Geräte bislang eher schwierig.

Beim einfachen Messen soll es aber nicht bleiben. All diese Informationen werden zentral ausgewertet und könnten Vorhersagen zur gesundheitlichen Entwicklung erlauben. Das wäre auch für die Früherkennung interessant, um Fehlentwicklungen zu verhindern. "Wir bauen eine Hardwareplattform auf: Ein tragbares Gerät, das ständig am Handgelenk sitzt", erläutert Quanttus-Chef und Mitbegründer Shahid Azim. "Gleichzeitig treiben wir aber auch viel Aufwand, aus den so gewonnenen Daten sinnvolle Rückschlüsse für den Nutzer zu ziehen."

Die Technik hinter Quanttus stammt aus den Microsystem Technology Labs am MIT. Aktuell befindet sich die Hardware noch in einer frühen Prototypphase. Wann sie auf den Markt kommt, ist ebenso unklar wie ihr Preis oder gar ihr Name. Doch seit September laufen immerhin Validierungsstudien an Massachusetts General Hospital und Brigham and Women's Hospital in Boston.

Dort werden die Werte, die das Gerät von den erwähnten drei Vitaldaten erzeugt, mit Ergebnissen aus traditionellen Messgeräten verglichen. Bislang sei dies "sehr vielversprechend" verlaufen, sagt Azim. Er hofft, dass es noch in diesem Jahr eine Betaversion des Produkts für Entwickler geben wird, damit diese spezifische Anwendungen entwickeln können.

Das aktuelle Prototypsystem sieht aus wie eine Digitaluhr ohne Ziffern. Es enthält eine quadratische Platine mit Komponenten wie einer Batterie und eine grüne LED. Das leicht durchsichtige Plastikgehäuse wird von vier Schrauben zusammengehalten. Angebracht ist das Gerät an einem breiten schwarzen Uhrenarmband aus einem gummiartigen Material.

Die Endversion soll einen Bildschirm haben, der dem Nutzer sofortiges Feedback gibt. Es wird Daten wie den Ruhepuls und die verbrannten Kalorien anzeigen. Die Infos werden dann per Bluetooth an ein Smartphone gesendet, von wo es dann an den Quanttus-Dienst zur tieferen Analyse geht. Das Ergebnis wird zurück an das Handy geschickt. Ähnlich arbeiten bereits Fitnesstracker wie Nike Fuelband und Jawbone Up. Allerdings soll die Sensorik des Quanttus-Geräts deutlich genauer sein.

Das System des Start-ups misst die Vitaldaten hauptsächlich mit Hilfe des BKG-Verfahrens (Ballistokardiogramm), das kleine Bewegungen des Körpers erfassen kann, die vom Pumpen des Herzens hervorgerufen werden. Azim zufolge ist dies hilfreich, um die Gesamtfunktion des körpereigenen kardiologischen Systems zu erfassen. Bislang sei es aber schwer gewesen, dies mit einem tragbaren Sensor zu erledigen. Die Quanttus-Hardware nutzt eine Lichtquelle, die auf das Handgelenk gerichtet ist, und misst die selektive Absorption. Daraus kann dann der Puls bestimmt werden, während ein Beschleunigungsmesser parallel die Körperbewegungen erfasst. Atmung und Blutdrucksignale sollen sich aus diesen Daten ebenfalls extrahieren lassen.

Steve Jungmann, der den Bereich Produktmanagement von Quanttus leitet, meint, dass das Gerät auch mit einem Smartphone zusammenarbeiten könnte, um externe Faktoren einzuberechnen, die den Körper beeinflussen können, etwa Wetter, aktueller Aufenthaltsort oder allergieauslösende Pollenbelastung.

Jungmann stellt sich beispielsweise einen Triathleten vor, der den Tracker nach dem Aufwachen nutzt, um zu sehen, ob er bereits bereit für einen Lauf oder eine Schwimmrunde ist. Dies lässt sich durch eine Kombination aus Pulsvariationen und anderen Messwerten errechnen, die dann einen "Recovery Score" ergeben, der besagt, ob man sich vom letzten Training genug erholt hat. Otto Normalverbraucher kann das Gerät dagegen mitteilen, dass man gerade schlecht geschlafen hat und was dazu in den letzten Tagen geführt haben könnte.

Die Analyse, die Quanttus auf seinen Cloud-Servern durchführen will, basiert teilweise auf maschinellem Lernen. Doch soweit ist es noch nicht. Jungmanns aktuelles Testgerät sammelt die Daten derzeit noch auf einer entnehmbaren Speicherkarte, die er dann den Wissenschaftlern der Firma zum Durchsehen überreicht. Er nutzt außerdem eine Smartphone-App zur Erfassung seiner täglichen Aktivitäten, damit diese Daten dann mit den Messwerten kombiniert werden können.

Das Quanttus-Gerät wird insgesamt aber wohl kaum so genau sein, wie klinische Messgeräte – selbst wenn es für viele Kunden bessere Werte ermitteln dürfte als einfache Schrittzähler. Emil Jovanov, Juniorprofessor an der University of Alabama in Huntsville, der Messtechnik für das Gesundheitswesen untersucht, sieht einige Probleme mit mobilen Geräten. So sorgten die Bewegungen des Trägers für Fehlmessungen, die Ergebnisse beeinflussten.

Santosh Kumar, der an der University of Memphis im gleichen Forschungsgebiet arbeitet, hält es ebenfalls für eine große Herausforderung, genaue Ergebnisse am Handgelenk zu erzielen, weil es so weit vom Herzen weg ist. "Das wird extrem schwer." Für den Hobbybereich sei ein solches Gerät vielleicht nützlich. "Aber im klinischen Bereich ist das ein echtes Problem." (bsc)