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Nahinfrarotspektroskopie zur Blasenüberwachung: ein Machine Learning-Ansatz

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Dr. Jannik Lockl und Pascal Fechner haben eine wegweisende wissenschaftliche Arbeit, in der eine innovative Alternative zum herkömmlichen Katheterismus entwickelt und erfolgreich getestet wurde, veröffentlicht. Der Schwerpunkt der Forschungsarbeit lag auf der Entwicklung eines Modells zur individuellen Überwachung des Blasenvolumens, das potenziell das Leben von Millionen von Patientinnen und Patienten maßgeblich verbessern könnte.

Patientinnen und Patienten mit einer neurogenen Blasenfunktionsstörung haben kein Gefühl mehr über ihre Blase oder deren Füllungsgrad. Um eine Überdehnung der Harnblase zu vermeiden und Langzeitschäden an den Harnwegen vorzubeugen, ist der intermittierende Blasenkatheterismus die Standardmethode der Entleerung. Der Entleerungsplan berücksichtigt jedoch nicht das tatsächliche Blasenvolumen, sodass die Katheterisierung häufiger als notwendig durchgeführt wird, was zu Komplikationen wie Harnwegsinfektionen führen kann. Die zeitaufwändige Katheterisierung beeinträchtigt zudem den Tagesablauf der Patientinnen und Patienten und bindet bei leerer Blase unnötig personelle und materielle Ressourcen.

Im Rahmen des Design-Science-Forschungsprozesses wurde die Anwendbarkeit und Nützlichkeit des neu entwickelten Modells durch Interviews mit betroffenen Patientinnen und Patienten, Prototyping und Anwendung auf einen realen in vivo-Datensatz gründlich getestet. Unter Verwendung der aufgezeichneten Sensordaten (d.h. Nahinfrarotspektroskopie und Beschleunigung) konnten die Autoren mit dem Prototyp das Blasenvolumen mit einer Genauigkeit von 116,7 ml (mittlerer absoluter Fehler) vorhersagen. Die vielversprechenden Ergebnisse zeigen das enorme Potenzial der Technologie, das Blasenmanagement für Patientinnen und Patienten deutlich zu verbessern. Die Möglichkeit, das Blasenvolumen in Echtzeit zu überwachen, verbessert nicht nur die Lebensqualität der Patientinnen und Patienten erheblich, sondern kann auch dazu beitragen, die Notwendigkeit invasiver Katheterisierungen und damit den Einsatz medizinischer Hilfsmittel und die Unterstützung durch medizinisches Personal zu reduzieren.

Die Forschungsarbeit von Dr. Jannik Lockl und Pascal Fechner eröffnet somit neue Perspektiven für die Pflege und Betreuung von Menschen mit neurogener Blasendysfunktion und zeigt, wie innovative Technologien das Gesundheitswesen verbessern können.

Der vollständige Artikel kann hier nachgelesen werden: https://dl.acm.org/doi/10.1145/3563779