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IT for Health 01/2017

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FORSCHUNG & LEHRE

FORSCHUNG & LEHRE ETH-Forscher rekonstruieren Zähne anhand eines einzigen Fotos cgr. Forscher der ETH haben zusammen mit dem Max-Planck- Institut in Saarbrücken und Disney Research eine Software zur Rekonstruktion von Gebissen entwickelt. Wie die ETH mitteilt, kann die Software Zahnreihen, Gebisse und auch das Zahnfleisch nicht-invasiv nachbilden. Scanner oder aufwändige Fotoapparate seien nicht mehr notwendig. Anhand eines Digitalfotos des Gesichts einer Person oder einer kurzen Videoaufnahme könne die Software die Rekonstruktion errechnen. Dabei müssen nicht einmal alle Zähne sichtbar sein, wie die Forscher mitteilen. Für die Entwicklung des Programms setzte die Forschergruppe um Chenglei Wu auf selbstlernende Algorithmen. Dem Programm wurden zunächst die Grundzüge von Zahnstellungen, -formen und -reihen vermittelt. Dazu fütterten es die Forscher mit hochauflösenden 3-D-Scanns von Gebissen. Auf Basis dieser Daten lernte die Software auch Gebisse zu rekonstruieren, zu denen Informationen fehlten. Artikel online: www.netzwoche.ch ▸ Webcode DPF8_27207 Das Programm ergänzt die Stellung der Zähne virtuell und kann sogar eine Simlation mit Zahnfleisch erstellen. «Was gits z’Ässe?» gewinnt Preis Award für 3-D- Modell eines Tumors cgr. Die auf Altenpflege ausgerichtete Walder-Stiftung hat die Informatikstudentinnen Souzan Alhenawi und Viviane Bendjus der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) ausgezeichnet. Sie entwickelten für ihre Bachelorarbeit das Tablet-Spiel «Was gits z’Ässe?». Demenzkranke können mit der Anwendung gemeinsam mit Angehörigen in einem virtuellen Labyrinth nach Zutaten für Rezepte suchen. Ein Beispiel sei etwa die Zubereitung von Älplermagronen. Enkelkinder könnten ihre Grosseltern darüber befragen, ob es für dieses traditionelle Gericht Apfelmus brauche oder nicht. Auf diesem Weg soll die Kommunikation angeregt werden, heisst es in der Mitteilung. Das Spiel ist Teil einer Plattform namens Myosotis. Auf dieser Plattform sollen einst viele kleine Spiele angeboten werden. Die Idee für Myosotis stammt von der Theater- und Game-Autorin Bettina Wegenast. Sie hatte mit ihrer demenzkranken Schwiegermutter oft auf dem iPad gespielt. Dabei sei ihr aufgefallen, dass es nur wenige passende Spiele für Demenzkranke gebe. Dies habe sie ändern wollen. Das «Institut für 4-D- Technologien» der FHNW unterstützt das Projekt. cgr. Der Grand Challenge Award von Cancer Research UK geht auch in diesem Jahr in die Schweiz. Die Forschungsarbeit von Bernd Bodenmiller, Assistenzprofessor für Quantitative Biology am Universitätsspital Zürich (UZH), und einem internationalen Forschungskonsortium wurde mit dem Preis belohnt. Gemeinsam entwickelten sie ein hochauflösendes interaktives 3-D- Modell eines Tumors, wie das UZH mitteilt. Zehn Forscherteams arbeiten unter der Leitung von Greg Hannon, Professor an der University of Cambridge, gemeinsam an dem Projekt. Beteiligt sei auch ein auf Virtual-Reality-Anwendungen spezialisiertes Unternehmen. Für ihre Arbeit untersuchten die Forscher einen einzelnen Brustkrebstumor. Die Teams betrachteten Millionen von Tumorzellen einzeln und führten alle Informationen in einer 3-D-Darstellung zusammen. In den kommenden Jahren sollen noch tausende weitere Tumore folgen. Damit wollen die Forscher neue Kenntnisse gewinnen und individuelle Therapien vorantreiben. Das 3-D-Modell ermögliche auch einen Einblick in die Regionen rund um den Tumor und zeige Wechselwirkungen auf, heisst es in der Mitteilung weiter. 32

Active and Assisted Living: sicheres und selbstbestimmtes Leben im Alter Das Internet der Dinge erobert auch «Brönnimanns Wohnung». Im Living-Lab des Institute for Medical Informatics der Berner Fachhochschule entwickeln wir Technologien, die vielleicht schon morgen ein längeres und sichereres Wohnen in den eigenen vier Wänden ermöglichen werden. FORSCHUNG & LEHRE Die Lebenserwartung in der Schweiz steigt stetig und beträgt gemäss Bundesamt für Statistik aktuell 81 Jahre für Männer und 85,2 für Frauen. Ältere Menschen wollen in der Regel so lange wie möglich in der eigenen Wohnung leben. Viele von ihnen benötigen dazu Unterstützung durch Spitex oder andere Organisationen. Die Betreuung von Menschen mit Demenz zuhause ist aufwändig und für die Angehörigen psychisch belastend. In Studien wurde festgestellt, dass unter anderem das Ankleiden ein wesentlicher Stressfaktor für Angehörige und Demente ist. Das Smarthome für ältere Menschen Active and Assisted Living (AAL) ist ein multidisziplinäres Forschungsgebiet, das zum Ziel hat, mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologien älteren und unterstützungsbedürftigen Menschen ein sicheres, selbstbestimmtes und unabhängiges Leben in den eigenen vier Wänden zu ermöglichen. Viele der heute verfügbaren Technologien konzentrieren sich auf die Erfassung von Stürzen, etwa mit Bewegungssensoren im Armband. Andere Systeme versuchen, den Gesundheitszustand zu überwachen. Wie Studien zeigen, wirkt diese Kontrolle aber oft abschreckend auf ältere Menschen. Darum geht die Forschung heute in eine andere Richtung. Im Zentrum steht das «Smarthome für ältere Menschen». Im Living- Lab der Abteilung für Medizininformatik wurde eine reale Zweizimmerwohnung für die (virtuelle) Familie Brönnimann eingerichtet, die schrittweise mit den neuesten Technologien ausgerüstet wird. Ziel ist, Sensoren unsichtbar zu integrieren und komplett auf Kameras zu verzichten. Im Wohnzimmer, Schlafzimmer und Eingangsbereich ist der Boden vollflächig mit Sensorik versehen. Dieser kapazitive Sensor funktioniert ähnlich wie der Touchscreen eines Smartphones und misst, wo sich Füsse oder ein Körper befinden. Daraus lässt sich berechnen, wie und wohin sich ein Mensch bewegt. Alarm kann ausgelöst werden, wenn jemand am Boden liegt und sich nicht mehr bewegt. Zukünftig sollen über Bewegungsmuster Veränderungen erkannt und reagiert werden können, bevor ein Unfall überhaupt passiert. Der intelligente Kleiderschrank In Brönnimanns Schlafzimmer steht der intelligente Kleiderschrank, der Kurt Brönnimann am Morgen beim Ankleiden hilft. Über ein Display, integriert in einen Einwegspiegel direkt in die Schranktür, wird Kurt Schritt für Schritt durch den Ankleidepro- Die Autoren Michael Lehmann und Jürgen Holm, Dozenten für Medizininformatik, Berner Fachhochschule zess geführt. Damit Kurt die Kleider gut finden kann, wird die Position der Kleidungsstücke mittels LED-Lichtern angezeigt. In der nächsten Ausführung ist geplant die Schubladen mit der Unterwäsche automatisch herausfahren zu lassen. Dabei «weiss» der Kleiderschrank, welche Kleider im Schrank liegen. Dazu wurde sämtliche Kleidung mit waschbaren RFID-Etiketten versehen. Der Schrank kann so einen auf Temperatur, Wetterprognose, Tagestermine und vorhandene Kleidung abgestimmten Vorschlag präsentieren. Kurts Frau Elisabeth wird dadurch – auch zeitlich – entlastet. Zusätzliche Sensoren in der Wohnung überwachen die Luftqualität, die Temperatur und vieles weiteres. Dank der Analyse der Veränderung der gemessenen Werte kann in Zukunft noch genauer festgestellt werden, wie es den Bewohnern geht. So könnten Veränderungen im Verhalten oder der Gesundheit erkannt und präventiv eingegriffen werden. Das Smarthome wird also sehr viel über die Bewohner wissen und damit die Behandlung und Pflege durch Hausarzt oder Spitex unterstützen können. Doch Kurt und Elisabeth könnten sich dadurch überwacht fühlen. Darum ist es zentral, dass die Datenanalyse direkt in der Wohnung erfolgt: Es werden keine Daten via Internet verschickt oder in einer Cloud gespeichert. Erst bei kritischen Zwischenfällen, die frei definiert werden können, werden die Angehörigen alarmiert. Überlegungen zu Ethik und Persönlichkeitsschutz sind dabei Bestandteile aller Projekte und gehören zur Ausbildung der Studierenden. Der Einwand, dass ältere und demente Menschen ein Smarthome nicht mehr bedienen können, ist natürlich berechtigt. Die Technik muss sich deshalb so in eine Wohnung integrieren, dass eine eigentliche Bedienung gar nicht nötig sein wird. Deshalb verfolgt das Living-Lab wenn immer möglich eine «No-GUI»-Strategie («ohne Bildschirmoberfläche») und entwickelt unsichtbare Assistenzsysteme, die eingreifen, falls nötig. Diese Technik hat sich im Alltag bestens bewährt, und wir haben uns daran gewöhnt – oder mussten Sie schon je das ABS in Ihrem Auto aktiv einschalten, wenn Sie ins Rutschen kamen? 33

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