Gesundheit mit Hilfe der Atemfrequenz untersuchen?
Was verraten Bewegungsarmbänder über unsere Atmung und Gesundheit? Forschende der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und der Charité – Universitätsmedizin Berlin zeigen in einer Studie in „Scientific Reports“, dass sich die Atemfrequenz von schlafenden Menschen mit Bewegungsarmbändern relativ genau bestimmen lässt. In Zukunft könnten solche Armbänder bei der Früherkennung von Krankheiten helfen, so ihre Hoffnung.
Denn über die Atemfrequenz lassen sich Hinweise auf noch unerkannte medizinische Probleme finden. Studien zeigen, dass Abweichungen von der normalen Frequenz – sowohl nach oben, als auch nach unten – Hinweise auf Erkrankungen geben können. Bei der Früherkennung medizinischer Risiken findet die Atemfrequenz jedoch bis jetzt wenig Beachtung, so die Studienautoren.
Ziel ihrer Studie war es, eine neue Methode zu finden, um die Atmung mit relativ günstigen Mitteln zu messen. Auch um diese in Zukunft zum Beispiel im Rahmen von großen Gesundheitsstudien mit mehreren Hunderttausenden Teilnehmerinnen und Teilnehmern einsetzen zu können. Bislang kann die Atemfrequenz nur in Kliniken mit entsprechender Ausstattung zuverlässig und über längere Zeiträume aufgezeichnet werden. In großen Gesundheitsstudien wird daher häufig ein einfaches Elektrokardiogramm (EKG) eingesetzt, das Herzfrequenz und -rhythmus misst und so Rückschlüsse auf die Atmung erlaubt.
Um zu testen, ob spezielle Bewegungsarmbänder eine verlässliche Alternative zum EKG sein könnten, wurde den rund 400 Studienteilnehmerinnen und -teilnehmern im Schlaflabor neben den üblichen Geräten zusätzlich ein Armband angelegt, das Bewegungen registrieren kann. Mit einer zusätzlichen Elektrode, die auf die Haut aufgeklebt wird, kann es zudem ein einfaches EKG aufnehmen. Die Armbänder seien vergleichbar mit Fitnessarmbändern, erklären die Forschenden, nur um einiges genauer. So können sie bereits leichteste Bewegungen erkennen – zum Beispiel, wenn sich der Arm beim Atmen im Schlaf nur leicht dreht.
Genauere Rückschlüsse möglich als durch EKG
Beim Vergleich der Daten zeigte sich, dass die minimalen Bewegungen genauere Rückschlüsse auf die Atmung erlauben als das gleichzeitig gemessene herkömmliche EKG. Nach Ansicht der Autoren könnten die Armbänder daher langfristig zum Beispiel zur Diagnostik vor dem Aufenthalt in einem Schlaflabor genutzt werden. Vor dem Einsatz in der klinischen Praxis müsse die Methode jedoch noch optimiert und überprüft werden.
Sie wollen die neue Methode jetzt dazu nutzen, einen Teil der Daten der sogenannten NAKO-Gesundheitsstudie auszuwerten. Im Rahmen der 2014 gestarteten bundesweiten Studie werden circa 200.000 Menschen über viele Jahre hinweg zu ihren Lebensumständen und ihrer Krankheitsgeschichte befragt und medizinisch untersucht. Ziel des Projekts ist es, die Entstehung von Volkskrankheiten wie Krebs, Diabetes oder Herz-Rhythmus-Störungen besser zu verstehen, um Vorbeugung, Früherkennung und Behandlung in Deutschland zu verbessern.
Quellen:
Leube, J. et al.: Reconstruction of the respiratory signal through ECG and wrist accelerometer data. In: Scientific Reports, 2020, 10, 14530.
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg: Was verraten Bewegungsarmbänder über unsere Atmung und Gesundheit? Pressemeldung vom 23.11.2020
