Verstopfte Arterien zu Hause intelligent überwachen
Weltweit sind Millionen Menschen von der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit(öffnet in neuem Fenster) betroffen, die meist durch Implantieren von Stents behandelt wird, die verengte Arterien erweitern. Während der Eingriff den Blutfluss wiederherstellt, erleben bis zu 20 % der Patientinnen und Patienten eine Restenose(öffnet in neuem Fenster), eine innerhalb von sechs Jahren auftretende allmähliche erneute Verengung der Arterie . Dies bleibt oft solange unbemerkt, bis die Durchblutung stark beeinträchtigt ist, was chronische Schmerzen, Behinderung oder sogar eine Amputation nach sich ziehen kann.
Gefäße zu Hause überwachen
Jährlich werden millionenfach Stents implantiert, wobei die Standardnachsorge auf gelegentlichen Klinikbesuchen, Ultraschalluntersuchungen und den von den Menschen berichteten Symptomen beruht. Diese Situation stellt eine erhebliche wirtschaftliche Belastung für die nationalen Gesundheitssysteme dar und erfordert bessere Methoden, um Komplikationen früher zu erkennen und einzugreifen, bevor dauerhafte Schäden entstehen. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, hat sich das Team des EU-finanzierten Projekts StentGuard zum Ziel gesetzt, eine innovative Lösung zur einfachen, täglichen Überwachung daheim zu entwickeln. Das System besteht aus einem winzigen, batterielosen implantierbaren Sensor, der neben dem Stent in einer peripheren Arterie platziert wird. Ein tragbares oder am Körper befindliches externes Lesegerät erfasst innerhalb von Sekunden Daten und überträgt diese zur Analyse an eine Cloud-basierte Plattform. Mithilfe von KI erkennt das System subtile Veränderungen im Blutfluss und leitet die Informationen zwecks kardiologischer oder ärztlicher Bewertung weiter. „StentGuard ist die erste vollständig ferngesteuerte, automatisierte Überwachungslösung, die dazu konzipiert wurde, frühzeitige Komplikationen nach dem Einsetzen von Gefäßstents, insbesondere Verschlüsse, zu erkennen, ohne dass die Betroffenen eine Klinik aufsuchen müssen“, erklärt Alexej Domnich, Geschäftsführer und technischer Leiter von VesselSens Limited(öffnet in neuem Fenster) sowie Koordinator des Projekts StentGuard.
Innovative Technologie
Im Gegensatz zu den üblichen Methoden, die sich auf intermittierende Momentaufnahmen stützen, misst StentGuard das Resonanzverhalten des implantierten Sensors. Veränderungen dieser Parameter korrelieren mit einer verminderten Durchblutung oder einer erhöhten Pulswellengeschwindigkeit – beides frühe Anzeichen einer Restenose. Aufgrund der Durchführung schneller Messungen zu Hause generieren die Patientinnen und Patienten nahezu kontinuierliche Daten, wodurch eine schnellere Entscheidungsfindung möglich wird. „Die wichtigste Innovation besteht darin, dass mit StentGuard die Gefäßüberwachung von einem klinikbasierten Ansatz auf ein quasi kontinuierliches und datengesteuertes Modell umgestellt wird“, stellt Domnich fest.
Fortgeschrittene digitale Werkzeuge sorgen für Datenzuverlässigkeit
Da das System Signale aus der Ferne verarbeitet, war eine robuste Analytik unerlässlich. Das Team legte besonderen Wert auf Robustheit, Reproduzierbarkeit und Erklärbarkeit des Erkennungsalgorithmus. Die Cloud-Umgebung integriert die automatische Entfernung von Artefakten, die Kompensation von Geräteabweichungen und ein Maschinenlernmodell, das eine stabile Trenderkennung zulässt. Die Ärztinnen und Ärzte erhalten kontinuierliche Aufzeichnungen anstelle isolierten Scans, wodurch die diagnostische Sicherheit erheblich verbessert wird. Die Signalverarbeitungs-Engine, die nun als validierte Softwarebibliothek vorliegt, ist für die Integration in sichere Telemedizinplattformen konzipiert.
Systemvalidierung und Zukunftsaussichten
Phantom- und Ex-vivo-Tierstudien haben ergeben, dass mit StentGuard eine Verschlechterung des Blutflusses viel früher als mit den heute üblichen Diagnoseverfahren erkannt wird. Dank frühzeitiger Erkennung könnten Notfall-Revaskularisierungseingriffe reduziert, Amputationen verhindert und erhebliche Krankenhauskosten eingespart werden. Nachdem die technische Realisierbarkeit nachgewiesen wurde, bereitet sich das Team nun auf die nächste Entwicklungsphase vor. Zu den Prioritäten zählen die Erprobung gemäß der Grundsätze für einwandfreie Laborverfahren und die Maßstabserweiterung der Sensorfertigung. Zudem wird mit klinischen Studien und der Integration der Plattform in Krankenhaussysteme sichergestellt, dass StentGuard bereit für den klinischen Einsatz ist. „Unsere langfristige Vision sieht vor, StentGuard als Standard der Nachsorge nach Stentimplantationen zu etablieren und das derzeitige reaktive Behandlungsparadigma in ein proaktives Gefäßgesundheitsmanagement zu verwandeln“, erläutert Domnich abschließend.
