Folgeerkrankungen bei Diabetes

Berlin, 11.11.2020


Digitale Tools bei diabetesbedingten Folgeerkrankungen

Beim täglichen Diabetesmanagement spielen digitale Technologien eine große Rolle. Auch bei Prävention, Diagnose und Therapie von diabetesbedingten Folgeerkrankungen leisten digitale Tools gute Dienste, etwa bei diabetischer Retinopathie oder diabetischem Fußsyndrom. Einige Beispiele.


In der Augendiagnostik ist die digitale Unterstützung bereits sehr weit fortgeschritten und greift sowohl auf Telemedizin als auch auf KI (Künstliche Intelligenz) zurück. Die „Smartphone-Based Tele-Ophthalmology“ etwa ist ein Screening-Verfahren, das unter der Leitung von Dr. Maximilian Wintergerst an der Universitätsklinik Bonn speziell für den Einsatz in ländlichen Gebieten Indiens entwickelt wurde, wo Augenärzte*innen oft Mangelware sind. Über einen optischen Adapter für das Smartphone wird bei Betroffenen eine Ophthalmoskopie vorgenommen. Die dabei gemachten Fotos werden über das Internet an ein Telemedizin-Zentrum gesendet. Dort stellen Augenärzte*innen anhand der Aufnahmen innerhalb weniger Minuten eine Diagnose und leiten gegebenenfalls eine Behandlung in die Wege. Mit dieser Idee sicherte sich das Wintergerst-Team den Sonderpreis beim bytes4diabetes-Award 2020.

Begutachten bei dieser Methode immer noch allein Ärzte*innen die Fotos, gehen andere Systeme noch einen Schritt weiter und nutzen zusätzlich KI-Systeme: KI kann Bilder der Netzhaut einzelner Patienten*innen mit einem großen Datenpool vergleichen und nach einem vorgegebenen Algorithmus Muster bzw. Abweichungen vom Muster erkennen – ähnlich wie Ärzte*innen, die individuelle Befunde mit ihrem Erfahrungsschatz abgleichen und daraus unter Berücksichtigung weiterer Einflussfaktoren eine Prognose ableiten. Mit solchen Anwendungen können auch Hausärzte*innen oder Diabetologen*innen routinemäßige und in größerer Zahl Retinopathie-Diagnostik betreiben. Patienten*innen mit auffälligen Befunden überweisen sie dann zu einem*einer Ophthalmologen*in.

Systeme wie EyeArt AI Eye Screening System von Eyenuk oder IDx-DR von Digital Diagnostics sind bereits von der FDA bzw. EMEA als Medizinprodukt der Klasse IIa zugelassen.


Augen-Scan-Automat bereits Realität


Dass KI autonom zur Erkennung von Augenerkrankungen auch ganz ohne Fachpersonal auskommt, beweisen österreichische Ophthalmologen*innen an der Medizinischen Universität Wien: Sie haben sogenannte „Augenuntersuchungsboxen“ entwickelt, die Patienten*innen in Eigenregie bedienen können.

In der Box steckt eine Roboter-Kamera von der Größe einer Kaffeemaschine, die über die Software IDx-DR binnen weniger Minuten eine Schädigung der Netzhaut diagnostizieren kann. Der Befund kommt einfach aus einem Drucker und gibt an, ob aktuell keine, eine moderate oder eine Schädigung vorliegt, die behandelt werden muss. Mit diesem Befund gehen Patienten*innen dann zu einem*einer Spezialisten*in.


Diabetisches Fußsyndrom:

Monitoring durch Telemedizin, Sensoren und KI


Selbst kleinste Verletzungen an den Füßen können bei Menschen mit Diabetes schwerwiegende Infektionen auslösen, im schlimmsten Fall haben diese eine Amputation zur Folge. So ist eine regelmäßige Kontrolle der Füße ein wichtiger Bestandteil der Diabetesbehandlung. Manche Betroffene aber spüren aufgrund einer Neuropathie Veränderungen an den Füßen nicht oder sie sind wegen der Fußbeschwerden immobil. In solchen Fällen sind Telemedizin und KI-Systeme für das Monitoring des diabetischen Fußsyndroms (DFS) Gold wert.

Um Symptome rechtzeitig zu diagnostizieren und die richtige Behandlung einzuleiten, empfiehlt die Deutsche Diabetes Gesellschaft (DDG) beispielswiese eine interdisziplinäre Zusammenarbeit mit Spezialisten*innen per Telemedizin. So hat die DDG-eigene Arbeitsgruppe Diabetischer Fuß gemeinsam mit dem Berufsverband Deutscher Internisten e. V. (BDI) ein telemedizinisch basiertes Facharztkonsil etabliert. Über ein Webportal können Hausärzte*innen Formulare und Fotos eines akuten Wundproblems ihrer Patienten*innen an eine kooperierende Fußambulanz senden und sich so eine Zweitmeinung oder Behandlungsvorschläge holen.


Smarte Sohlen


Nützlich zur Prävention sind beispielsweise mit vernetzten Druck- und Temperatursensoren ausgestattete „smarte“ Einlegesohlen, die – unabhängig von regulären Untersuchungsintervallen beim Präsenztermin – bei dem*der Patienten*in bei Durchblutungsstörungen, Entzündungen oder Fehlstellungen Alarm schlagen und dem*der Patienten*in mitteilen, dass der Fuß entlastet werden soll: An solchen Sohlen forschen Magdeburger Wissenschaftler*innen gemeinsam mit verschiedenen Kooperationspartnern seit Jahren.

Beispiel Druckmessung: An insgesamt acht Punkten sind in die Sohle Drucksensoren eingebaut, die als künstliche Nerven dienen und signalisieren, wenn die Füße schlecht durchblutet sind. Die Daten werden an eine App übertragen, deren Anzeige wie ein Ampelsystem funktioniert: Grün signalisiert, alles ist noch im normalen Bereich. Gelb ist ein erster Hinweis, dass der*die Patient*in die Belastung ändern sollte. Bei Rot ertönt zusätzlich ein Warnton oder ein Vibrationsalarm, der den*die Patienten*in auffordert, sich zu bewegen. Zur Diagnose, wie es um den Fuß steht, kommen Gamification-Elemente zum Einsatz: So können Patienten*innen mit den Füßen einen virtuellen Ballon auf ihrem Handy steuern, etwa auf einer bestimmten Höhe halten oder mit mehr Fußdruck über ein Hindernis fliegen lassen.

Eine zweite Einlegesohle ist ebenfalls in Arbeit: Sie liefert neben Daten zur akuten Druckveränderungen im Fuß auch Daten zur Temperatur und damit Hinweise auf die Entstehung eines Geschwürs, und zwar durch einen Vergleich der Temperatur beider Füße. Denn schon sieben Tage vor der Ausbildung eines Geschwürs steigt die Temperatur im Fuß um durchschnittlich 4°C an.

Die Erfindungen werden an der Magdeburger Uniklinik erfolgreich in klinischen Studien getestet: Eine Zwischenauswertung einer Studie mit 300 Patienten*innen zeigte nach 18 Monaten deutlich weniger Geschwüre bei denjenigen Teilnehmern*innen, die eine regelmäßige Temperaturmessung durchführten. Das Patent für die Sohle ist an der Universität Magdeburg angemeldet, kommerziell sind die Sohlen noch nicht erhältlich.

Einen ähnlichen Ansatz der Temperaturmessung verfolgt das deutsche Projekt „iFoot“ des Competence Center eHealth am Fachbereich Gesundheitswesen der Hochschule Niederrhein. Die Idee des Teams rund um Professor Dr. Hubert Otten: ein intelligenter Verband, der mit Sensoren ausgestattet ist, die Daten zu Druck, Temperatur, Feuchtigkeit und pH-Wert am Fuß per App aufs Handy melden. „iFoot“ ist ein im Leitmarktwettbewerb Gesundheit.NRW gefördertes Verbundprojekt mit einer Laufzeit von drei Jahren. Ob und wann es zur Marktreife gelangt, ist noch offen.


Neue Studiendaten aus den USA


In den USA wurde in einer retrospektiven Analyse von Real-World-Daten untersucht, inwiefern die tägliche Fuß-Untersuchung in Kombination mit einer telemedizinischen Betreuung diabetische Fußulzera verhindern kann. Zum Einsatz kam dabei eine Fußmatte mit Temperatursensoren: Dabei wurden Daten von 80 Teilnehmern*innen, die in ein Präventionsprogramm eingeschrieben waren, in einem Zeitraum von zwei Jahren vor dem Programm, während des einjährigen Programms und danach ausgewertet. Die Einschlusskriterien waren Diabetes mellitus Typ 1 und Typ 2 und ein seit 24 Monaten ausgeheilter Fußulkus bzw. eine Amputation. Den Patienten wurde eine Matte mit Temperatursensoren zur täglichen Überwachung der Temperatur der Fußsohlen zur Verfügung gestellt. Das System erkannte eine entzündliche Veränderung anhand von Temperaturunterschieden von 2,2 °C an den einzelnen Messpunkten (Hallux, 1., 3. und 5. Mittelfußknochen, Mittelfuß und Ferse). Diese Daten wurden an ausgebildetes Pflegepersonal weitergeleitet, das dann die Patienten*innen telefonisch kontaktierte und entsprechende Maßnahmen einleitete – von Tipps zur Selbstuntersuchung über orthopädische Schuhe und Kontrolltermine.

Die Daten zeigten eine niedrigere Rate von Krankenhausaufenthalten (relative Risikominderung (RRR) = 0,52; NNT = 3,4), weniger Amputationen der unteren Extremitäten (RRR = 0,71; NNT = 6,4) und ambulante Besuche (RRR = 0,26; absolute Risikominderung (ARR) = 3,5) während des Programms. Zusätzlich sank auch die Rate des Wiederauftretens von Fußgeschwüren während des Programms, insbesondere bei infizierten und mehr als oberflächlichen Wunden (RRR = 0,91; NNT = 4,4). Die Autoren*innen kamen zu dem Schluss, dass ein Präventionsprogramm mit täglicher Temperaturüberwachung klinische Ressourcen schonen und das Auftreten von Fußulcera bei Hoch-Risiko-Patienten*innen verringern kann.

Quellen:
1Isaac AL, Swartz TD, Miller ML, et al. Lower resource utilization for patients with healed diabetic foot ulcers during participation in a prevention program with foot temperature monitoring. BMJ Open Diab Res Care 2020;8:e001440. doi:10.1136/bmjdrc-2020-001440
2In den USA auf dem Markt: Podimetrics SmartMat; Podimetrics Inc; Somerville, Massachusetts, USA. Es ist in den USA als FDA 510 (k) geprüft


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