Das Auto wird zum Gesundheitsmonitor
Müdigkeit, Stress und gesundheitliche Probleme zählen zu den häufig
unterschätzten Unfallrisiken im Sraßenverkehr. Könnten diese reduziert
werden, wenn das Auto erkennt, wie es dem Menschen am Steuer geht? Wenn es
frühzeitig Warnsignale des Körpers wahrnimmt und sogar
Herzrhythmusstörungen erfasst? Genau daran forscht das Peter L. Reichertz
Institut für Medizinische Informatik (PLRI) der TU Braunschweig und der
Medizinischen Hochschule Hannover zusammen mit dem Institut für
Fahrzeugtechnik der TU Braunschweig. Auf der „Automechanika Frankfurt“ vom
8. bis 12. September präsentiert das PLRI zwei Forschungsfahrzeuge, die
das Auto in einen diagnostischen Gesundheitsraum verwandeln.
Die Forschungsfahrzeuge erfassen während der Fahrt verschiedene
gesundheitsrelevante Signale, darunter die Herz- und Atemfrequenz.
Mithilfe einer langfristigen, personalisierten Trendanalyse lassen sich
Änderungen im Gesundheitszustand frühzeitig erkennen. Die Betroffenen
können sich dann bei einem Arzt genauer untersuchen zu lassen. „So können
Herzinfarkte oder Schlaganfälle vermieden werden. Aber auch neurologische
und pneumologische Krankheiten wie Parkinson oder COPD können bereits im
Frühstadium diagnostiziert werden, was Therapieerfolge erhöht und -kosten
senkt“, sagt Professor Thomas Deserno vom Peter L. Reichertz Institut für
Medizinische Informatik (PLRI).
Das Fahrzeug ersetzt weder eine ärztliche Diagnose noch eine medizinische
Behandlung. Ziel der Forschung ist vielmehr, langfristige Veränderungen,
mögliche Auffälligkeiten oder belastende Situationen frühzeitig zu
erkennen und sinnvoll einzuordnen. „Die Entscheidung über medizinische
Schritte bleibt immer bei den Menschen und den behandelnden Fachpersonen“,
betont Professor Deserno.
Sensoren im Lenkrad, Sicherheitsgurt und Innenraum
Welche Daten werden im Auto konkret ermittelt? In das Lenkrad integrierte
Elektroden schreiben ein Elektrokardiogramm (EKG). Mit Kameras am
Innenspiegel werden Körperbewegungen und Farbänderungen im Gesicht
analysiert, um auf Atem- und Herzrate zurückzuschließen. Mikrofone im Gurt
werden zur Phonokardiographie, also zur Aufnahme der Herztöne, verwendet.
Ergänzt werden diese Verfahren durch Lichtsensoren zur Messung von
Blutvolumenänderungen im Gewebe, um die Herzfrequenz zu erfassen und
Herzrhythmusstörungen zu erkennen (Photoplethysmographie).
Die Sensorik ist dabei unauffällig in das Fahrzeug integriert, sodass das
Verhalten des Fahrenden nicht verändert werden muss. Die verschiedenen
Messsignale liefern jeweils nur einen Teil des Gesamtbildes und werden
gemeinsam von einer künstlichen Intelligenz ausgewertet.
Entscheidend: Vitaldaten brauchen den Kontext der Fahrt
Eine zuverlässige Interpretation von Biosignalen im fahrenden Auto ist
anspruchsvoll, da die Fahrsituation die Messung der Biosignale
beeinflusst. Vibrationen der Straße, Lenkbewegungen, Bremsen,
Beschleunigen, Kurvenfahrten oder eine veränderte Sitzposition können die
Biosignale verfälschen. In den Forschungsfahrzeugen des PLRI werden die
Signale deshalb mit fahrdynamischen Daten aus dem Fahrzeug verknüpft.
Diese weltweit einzigartige Verbindung von Gesundheits- und Fahrzeugdaten
ist entscheidend: Das Fahrzeug wird nicht nur zum Messort, sondern auch
zum Kontextgeber für die richtige Interpretation der Daten. Erst durch die
gemeinsame Betrachtung lässt sich einschätzen, ob eine Signalveränderung
auf eine körperliche Belastung hindeutet oder ob sie durch die konkrete
Fahrsituation erklärbar ist.
Vom Messwert zur personalisierten Fahrfunktion
Doch es geht nicht nur darum, einzelne Vitaldaten im Auto zu erfassen. Das
Forschungsfeld „Automotive Health“ untersucht auch, wie sich aus diesen
Daten kurzfristig nutzbare Informationen ableiten lassen. Denkbar sind
personalisierte Fahrfunktionen, die sich an die jeweilige Situation der
Fahrenden anpassen. Bei Signalauffälligkeiten könnte ein Fahrzeug die
Sicherheit der Insassen erhöhen, indem es die Fahrassistenzsysteme
anpasst. Auch Komfortfunktionen könnten künftig stärker an individuellen
Bedürfnissen ausgerichtet und personalisierte Fahrfunktionen entwickelt
werden.
Automotive Health auf der Automechanika erleben
Auf der Automechanika in Frankfurt haben Besucher*innen die Möglichkeit,
die beiden Forschungsfahrzeuge aus nächster Nähe zu erleben. Sie sehen,
wie die Sensorik in das Lenkrad, den Sicherheitsgurt und den Innenraum
integriert ist, welche Daten während einer Fahrt entstehen und wie
Biosignale mit Informationen aus dem Fahrzeug zusammengeführt werden. Im
Austausch mit den Wissenschaftler*innen des PLRI wird deutlich, welches
Potenzial in der Verbindung von Medizininformatik und Fahrzeugtechnik
liegt.
„Mobilität kann künftig nicht nur vernetzter und automatisierter, sondern
auch präventiver und personalisierter, also stärker am Menschen orientiert
werden“, so Professor Deserno. Die Forschungsfahrzeuge zeigen damit die
nächste Generation von „Automotive Health“: Das Auto der Zukunft wird vom
Transportmittel zum medizindiagnostischen Raum.
