Obstruktive Schlafapnoe: Einfach schlucken und messen

US-amerikanische Forschende haben eine neue Methode zum Monitoring bei Obstruktiver Schlafapnoe (OSA) entwickelt: Ein kleines, elektronisches Gerät wird geschluckt und misst Atem- und Herzfrequenz aus dem Gastrointestinaltrakt heraus.

Forschende des Massachussets Instiute of Technology (MIT), Boston, USA haben das Gerät gemeinsam mit Kollegen der Firma Celero System und von der University of West Virginia entwickelt. Es hat die Größer eine Vitaminkapsel und misst Atem- und Herzfrequenz mithilfe eines Beschleunigungsmessers. Nach Einschätzung der Forscher könnte das Gerät nicht nur für die Diagnose von Schlafapnoe nützlich sein, sondern auch für die Detektion von Opioid-Überdosierungen bei Menschen mit hohem Risiko.

Giovanni Traverso, außerordentlicher Professor für Maschinenbau am MIT und Gastroenterologe am Brigham and Women’s Hospital, zeigte sich begeistert. Der „spannende Eingriff“ helfe Menschen eine Diagnose für OSA und im Anschluss die passende Therapie zu bekommen. „Das Gerät hat auch das Potenzial, Veränderungen des Atemstatus frühzeitig zu erkennen, sei es als Folge von Opiaten oder anderen Erkrankungen, die überwacht werden könnten, wie Asthma oder chronisch obstruktive Lungenerkrankung“, erläuterte Traverso weitere mögliche Anwendungen des Geräts.

Eine erste Studie mit zehn Probanden wurde bereits durchgeführt. Sie zeigt, dass die Kapsel zur Überwachung der Vitalparameter und zur Erkennung von Schlafapnoe-Episoden eingesetzt werden kann, bei denen die Atmung während des Schlafs wiederholt aussetzt und wieder einsetzt. Die Kapsel hatte nachteiligen Auswirkungen für die Studienteilnehmer, von denen keiner über Unwohlsein berichtete. Sie passierte den Verdauungstrakt bei ihnen unbedenklich. Das wurde zwei Wochen später per Röntgenbild geprüft.

Die Patienten wurden außerdem mit einem üblichen Monitoring-System überwacht, sodass die Autoren beide Messmethoden vergleichen konnten. Die Autoren konnten zeigen, dass ihr einnehmbarer Sensor in der Lage war, sowohl die Atem- als auch die Herzfrequenz genau zu messen. Auch die Schlafapnoe-Episode eines Patienten wurde erkannt.

Im Rahmen dieser Studie überwachten die Forschenden das Signal aus dem Magen. Eine frühere Studie hatte bereits gezeigt, dass Signale aus anderen Teilen des Gastrointestinaltrakt gemessen werden konnten. Traverso erklärte: „Der Magen liefert im Allgemeinen einige der besten Signale, vor allem weil er sich in der Nähe von Herz und Lunge befindet, aber wir wissen, dass wir sie auch anderswo wahrnehmen können.“

Die von Celero Systems entwickelte Kapsel misst Vitalparameter mit einem Beschleunigungsmesser, der leichte Bewegungen erkennt, die durch das Schlagen des Herzens und die Ausdehnung der Lungen entstehen. Die Kapsel enthält außerdem zwei kleine Batterien und eine drahtlose Antenne, die die Daten an ein externes Gerät, beispielsweise einen Laptop, überträgt.

In Tests an einem Tiermodell stellten die Forscher fest, dass diese Kapsel die Atem- und Herzfrequenz genau messen kann. In einem Experiment konnten sie zeigen, dass der Sensor die Verlangsamung der Atemfrequenz nach einer hohen Dosis Fentanyl erkennen kann.

Nach Ansicht der Entwickler ist die Kapsel weniger invasiv als die üblicherweise verwendeten Hautsensoren, die bei der OSA-Diagnostik eingesetzt werden. Das Team geht auch davon aus, dass das System verwendet werden kann, um OSA- Patienten zu überwachen, wenn sie eine Behandlung beginnen, um ein Ansprechen auf die Therapie sicherzustellen.

Celero Systems, ein von Traverso, Langer, Jeremy Ruskin, einem Medizinprofessor an der Harvard Medical School, und Benjamin Pless, dem heutigen CEO des Unternehmens, gegründetes Unternehmen, arbeitet derzeit an Sensoren, die zur Erkennung von Schlafapnoe oder Opioid-Überdosierung eingesetzt werden könnten.

Für die Zukunft hoffen die Forscher, einen Wirkstoff zur Umkehrung der Überdosis, wie zum Beispiel Nalmefen, in das Gerät einzubauen, sodass die Freisetzung des Medikaments ausgelöst wird, wenn sich die Atemfrequenz der Person verlangsamt oder stoppt. Sie arbeiten auch an Strategien, um die Verweildauer der Kapseln im Magen zu verlängern. (ja)