Ein Forschungsteam der Pritzker School of Molecular Engineering an der University of Chicago hat ein hauchdünnes, flexibles Computerpflaster entwickelt, das Körperdaten direkt auf der Haut erfasst und mithilfe eingebetteter künstlicher Intelligenz auswertet. Die Technologie soll Veränderungen im Gesundheitszustand innerhalb von Millisekunden erkennen, ohne dass die Daten an externe Server gesendet werden müssen.
Prinzip und technischer Aufbau
Das Pflaster liegt wie eine zweite Haut auf dem Körper und nutzt dehnbare elektronische Komponenten, die auf ein flexibles Material gedruckt sind. Entscheidend sind sogenannte organische elektrochemische Transistoren, die nicht nur Signale verarbeiten, sondern auch Informationen lokal speichern können. Dadurch laufen KI- Berechnungen direkt auf dem Pflaster, was die Latenz deutlich verringert und die Funktion auch bei Bewegung oder Dehnung erhalten soll.
Erste Tests und Anwendungsbeispiel
In ersten Experimenten trainierten die Forschenden das System darauf, Anzeichen von Kammerflimmern zu erkennen, eine lebensbedrohliche Herzrhythmusstörung, bei der die elektrischen Signale im Herzen chaotisch werden. Ziel sei, Auffälligkeiten möglichst schnell zu identifizieren, was in Notfallsituationen entscheidend sein kann, weil jede Sekunde zählt.
„Es geht darum, den Menschen einen persönlichen, sofort verfügbaren Arzt in ihre Geräte zu integrieren“, sagte Sihong Wang, ausserordentliche Professorin für Molekulartechnik am UChicago PME und Mitautorin der Studie.
Mögliche Vorteile gegenüber bestehenden Wearables
Im Unterschied zu üblichen Fitnessuhren, Smartwatches oder Sensorringen muss das Computerpflaster die gesammelten Daten nicht erst an entfernte Server übertragen. Das reduziert potentielle Verzögerungen bei der Analyse und kann Datenschutzfragen insofern verändern, als dass weniger externe Datenweitergabe nötig wäre. Weiterer Vorteil ist die Anpassungsfähigkeit an Körperbewegungen dank dehnbarer Elektronik.
- Direkte lokale Auswertung: KI-Rechnung auf dem Pflaster statt Cloud-Verarbeitung.
- Schnelle Erkennung: Auffälligkeiten innerhalb von Millisekunden möglich.
- Robustheit: Funktion auch bei Dehnung und Bewegung.
Einordnung und offene Fragen
Die Publikation in Nature Electronics verleiht der Studie wissenschaftliche Sichtbarkeit, dennoch bleiben mehrere Schritte bis zur breiten klinischen Anwendung. Entscheidend sind weitere Validierungen an grösseren Patientengruppen und langfristige Tests im Alltag. Aus Sicht der medizinischen Praxis sind folgende Punkte zu klären:
- Empfindlichkeit und Spezifität der Erkennung bei unterschiedlichen Patientengruppen und Störfaktoren.
- Langzeitverträglichkeit des Materials auf der Haut und mögliche Hautreaktionen.
- Regulatorische Anforderungen und Zulassungsverfahren für Medizinprodukte in verschiedenen Märkten.
- Datenschutz und Datensicherheit: lokale Verarbeitung mindert Risiken, eliminiert sie aber nicht.
| Aspekt | Stand laut Studie |
|---|---|
| Verarbeitungsort | Auf dem Pflaster (lokal) |
| Erkennungszeit | Millisekunden |
| Getestete Anwendung | Erkennung von Kammerflimmern |
Für das Schweizer Gesundheitswesen bedeutet eine solche Technologie potenziell neue Möglichkeiten in der ambulanten Überwachung, Telemedizin und Notfallprävention. Gleichzeitig bringen neuartige Wearables regulatorische und organisationale Herausforderungen mit sich. Fragen zur Kostendeckung, Integration in bestehende Versorgungsketten und zur Verantwortung bei automatisierten Entscheidungen müssen geklärt werden.
Die Forschenden sehen in der Lösung einen Schritt hin zu einem «persoenlichen, sofort verfuegbaren Arzt» im Gerät. Ob und wann ein solches Pflaster in der klinischen Routine einsetzt, hängt nun von weiteren Studien, Zulassungsschritten und der praktischen Umsetzbarkeit ab.
