Demenz ist ein Syndrom mit chronischem oder fortschreitendem Verlauf, das durch einen Rückgang der kognitiven Funktionen gekennzeichnet ist, der über das hinausgeht, was für normales, gesundes Altern zu erwarten ist. Gedächtnis, Denken, Orientierung, Lernfähigkeit, Sprache und Urteilsvermögen sind einige der kognitiven Funktionen, die bei Demenz beeinträchtigt sind, oft begleitet von einer Verschlechterung der emotionalen Kontrolle und des Sozialverhaltens. Weltweit leben etwa 50 Millionen Menschen mit Demenz, und diese Zahl wird voraussichtlich in den kommenden Jahren dramatisch steigen und 2050 152 Millionen erreichen. Demenz ist eine der Hauptursachen für Behinderung und Abhängigkeit bei älteren Menschen und hat erhebliche physische, psychische, soziale und wirtschaftliche Auswirkungen auf Patienten, Pflegekräfte, Familien und die Gesellschaft im Allgemeinen. Da künstliche Intelligenz (KI) das Gesundheitswesen in den letzten Jahren transformiert hat, wie kann KI den Demenzpatienten helfen und einen positiven Einfluss auf den Patientenverlauf haben?
Mit Hilfe von KI wurden mehrere web- und appbasierte Instrumente zur Bewertung kognitiver Fähigkeiten entwickelt, um Beeinträchtigungen kognitiver Funktionen zu erkennen. Darüber hinaus wurden die Art und Weise, wie Menschen Technologien nutzen, und Veränderungen in ihren Nutzungsmustern als Frühindikatoren für einen sich abzeichnenden kognitiven Verfall identifiziert.
In der Demenzdiagnostik werden zunehmend Ansätze des maschinellen Lernens, einer Untergruppe der künstlichen Intelligenz, mit bildgebenden Daten zur Diagnose und zum Krankheitsverlauf kombiniert. Diese Ansätze wurden auch auf nicht bildgebende Studien angewandt, z. B. auf die Sprachanalyse und die Überwachung von Gangmustern im Zeitverlauf. So haben beispielsweise Pfizer und IBM Research gemeinsam ein neues KI-Modell entwickelt, das mit kurzen, nicht-invasiven und standardisierten Sprachtests den möglichen Ausbruch der Alzheimer-Krankheit bei gesunden Personen genauer vorhersagen kann als mit klinischen Skalen. Ziel ist es, Ärzten dabei zu helfen, das Risiko einer Person, an Alzheimer zu erkranken, einzuschätzen und früher einzugreifen.
Ein weiterer Technologieschwerpunkt im Bereich Demenz betrifft soziale und Freizeitaktivitäten, die einen großen Einfluss auf die Lebensqualität der Patienten haben. Mehrere Technologieprojekte befassen sich mit dem musikalischen Gedächtnis, das bei Demenz relativ wenig beeinträchtigt ist, oder mit anderen Formen der Kunst, darunter interaktive Kunstinstallationen für Pflegeheime und Kunsttherapieprogramme. Da die Orientierung und das Auffinden von Wegen für Menschen mit Demenz eine Herausforderung darstellen können, wurden verschiedene Hilfsmittel entwickelt, um Aktivitäten im Freien zu unterstützen, z. B. Smartphones mit Funktionen, die das Auffinden von Wegen und das Erkennen von Anzeichen für Orientierungslosigkeit unterstützen, um die Navigation zu erleichtern, sowie virtuelle Fahrräder oder die Navigation in virtuellen Umgebungen.
Die Unterstützung sozialer Aktivitäten ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung für das Wohlbefinden von Demenzpatienten und die Verhinderung eines weiteren kognitiven Verfalls. Zu diesem Zweck wurden einige KI-gestützte Hilfsmittel entwickelt, wie z. B. CIRCA (Computer Interactive Reminiscence and Conversation Aid), eine multimediale Touchscreen-Anwendung, die die soziale Interaktion fördert, Pflegebeziehungen unterstützt und die Kognition und Lebensqualität von Menschen mit Demenz verbessert.
Die Pflege ist ein weiteres wichtiges Ziel der Demenztechnologie, und die KI könnte die informelle Pflege und die Pflege aus der Ferne unterstützen. In jüngsten Projekten wurden Roboter mit Fernüberwachung durch Sensoren und Videokonferenzen kombiniert, um Demenzpatienten virtuelle Besuche abzustatten. Weitere robotergestützte Anwendungen, die erforscht werden, sind die Unterstützung von Demenzpatienten bei der Essenszubereitung, beim Essen und bei der Teilnahme an Freizeitaktivitäten in Pflegeheimen.
Im Hinblick auf das Pflegemanagement erleichtert das Internet der Dinge (IoT) die Verbindung zwischen Objekten in der realen Welt und Computersystemen, wodurch die Bereitstellung von Daten einfacher, effizienter und kostengünstiger wird. Das IoT in der Demenzforschung umfasst die Früherkennung durch Sensoren in der Wohnung, die Überwachung durch tragbare Geräte und die Integration von Geräten für das Gesundheitsmanagement. Ärzte, Pflegepersonal und Familienangehörige von Demenzkranken nutzen das IoT, um den Patienten zusätzliche Unterstützung zu bieten. Durch die Kombination von IoT, künstlicher Intelligenz und automatisierten Systemen können Demenzpatienten in der Nutzung von Geräten zur Überwachung ihrer Gesundheit und zur Unterstützung bei Routineaufgaben geschult werden.
Die positiven Auswirkungen von IoT und KI sind nicht auf Demenzpatienten beschränkt, sondern erstrecken sich auch auf Pflegekräfte und Familienangehörige. Wenn beispielsweise Demenzpatienten mit fortschreitender kognitiver Beeinträchtigung umherwandern, können drahtlose Technologien und Bewegungssensoren an Armbändern, Kleidungsstücken oder Schuhsohlen eingesetzt werden, um die Patienten zu verfolgen und über drahtlose, mit dem Internet verbundene Geräte Echtzeitbenachrichtigungen über den Aufenthaltsort oder den Status des Patienten an die Pflegepersonen zu senden. Diese Geräte können auch Daten über Demenzpatienten sammeln und speichern, die von Ärzten oder Forschern ausgewertet werden können. Ein Beispiel für ein solches Gerät ist der intelligente Aktivitätssensor AltumView Sentinare 2, der mithilfe künstlicher Intelligenz und eines drahtlosen Netzwerks die Bewegungen und Aktivitäten älterer Menschen rund um die Uhr überwacht. Sentinare 2 kann Notfälle wie Stürze, Hilferufe oder das Umherirren von Demenzkranken erkennen. Das Gerät meldet diese Vorfälle in Echtzeit über eine App auf den mobilen Geräten von Pflegepersonal oder Familienangehörigen. Wichtig ist, dass das Gerät die Privatsphäre des Patienten respektiert und statt Videos nur Strichdaten überträgt (Abbildung 2).
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Die Anwendung von Technologie bei Demenzerkrankungen hat ein enormes Zukunftspotenzial und wird wahrscheinlich die Nanotechnologie zur Reparatur von Hirnschäden und zur Verabreichung von Medikamenten einschließen. Neue Möglichkeiten der Datenerfassung, Überwachungstechnologien, Bevölkerungsmonitoring, Data Mining und Modellierung werden wahrscheinlich dazu beitragen, die Entwicklung präventiver Therapien für Demenz zu beschleunigen.
Ein Schwerpunkt dieser technologischen Entwicklungen wird die Früherkennung und Diagnose der Krankheit sein. Dies stellt jedoch eine Herausforderung dar, da die meisten Untersuchungen erst durchgeführt werden, wenn die Betroffenen bereits kognitive Einbußen aufweisen, die als Spätsymptome auf Veränderungen im Gehirn zurückzuführen sind, die über Jahre oder Jahrzehnte stattgefunden haben.
Darüber hinaus bleiben einige wichtige Fragen zum Potenzial KI-basierter Technologien für die Demenzforschung und -versorgung offen. Diese betreffen vor allem die Interpretation von Deep-Learning-Ergebnissen, die Integration von Daten aus verschiedenen KI-bezogenen Modalitäten oder verschiedenen Kohortenstudien sowie die Frage, wie ethische Erwägungen in Entscheidungen im Zusammenhang mit künstlicher Intelligenz einbezogen werden können. Die Beantwortung dieser Fragen und die Überwindung der geringen Akzeptanz dieser Instrumente, die wahrscheinlich auf ein mangelndes Bewusstsein oder auf Probleme der Zugänglichkeit (einschließlich finanzieller Art) und der Unterstützung zurückzuführen ist, werden für den Erfolg der KI bei Demenz von entscheidender Bedeutung sein.
KI-gestützte Hilfsmittel haben das Potenzial, viele der mit Demenz verbundenen Probleme zu lösen und können einen wichtigen Beitrag zur Autonomie und Lebensqualität der Patienten leisten. Darüber hinaus könnten diese Werkzeuge in Zukunft die Früherkennung potenzieller Demenzpatienten ermöglichen, bevor ein kognitiver Verfall eintritt, was ein frühzeitiges Eingreifen erlauben würde. Die Technologie kann auch einen direkten und indirekten Beitrag zur Pflege leisten, indem sie die Anforderungen an Familien und formelle Dienste reduziert, die heute wesentlich zu den volkswirtschaftlichen Kosten von Demenz und der extremen Erschöpfung von Demenzpflegern beitragen.
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Über die Autorin,
Sara, Senior Consultant in Alcimeds Life Sciences Team in Deutschland
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