UNISONO – Sensorsystem mit KI-gesteuerten Stimm-Biomarkern

13. September 2022: Heute wurde der Start des Innovationsprojekts "UNISONO: Sensorsystem für KI-gesteuerte klinische Phänotypisierung mit Stimm-Biomarkern für Herzinsuffizienz" bekannt gegeben. Mitwirkende an diesem Projekt sind die Zana Technologies GmbH, ein in Deutschland ansässiger Anbieter von Conversational- und Sprach-KI-Technologie für das Gesundheitswesen, die cosinuss° GmbH, ein zertifiziertes Medizintechnikunternehmen, das auf die mobile Echtzeitmessung von Vitalparametern spezialisiert ist, und das Deutsche Zentrum für Herzinsuffizienz (DZHI) am Universitätsklinikum Würzburg.

Ziel von UNISONO ist die Entwicklung eines neuartigen Systems, das einen am Ohr getragenen Sensor mit Spracherkennung kombiniert. Neben der kontinuierlichen Messung von Vitalparametern soll der Sensor mit einem Sprachassistenten ausgestattet werden, der eine sprachgeführte Kommunikation ermöglicht. Aus den gesammelten Daten sollen neuartige Stimm-Biomarker für die KI-gesteuerte klinische Phänotypisierung von Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz abgeleitet werden; eine Erkrankung, von der allein in Deutschland mehr als 3 Millionen Menschen betroffen sind.

In einem sehr kompetitiven Auswahlverfahren schaffte es UNISONO unter die besten 8% der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Programms KMU-innovativ geförderten Projekte im Bereich "Interaktive Technologien für Gesundheit und Lebensqualität". Das dreijährige Projekt startete am 1. August 2022 und es fand bereits ein erstes gemeinsames Treffen aller Partner und des Projektträgers VDI/VDE Innovation + Technologie GmbH statt.

Neuheit bei UNISONO

Die Innovation von UNISONO besteht darin, dass die bestehende KI-Plattform von Zana durch die klinische Expertise des DZHI mit einer neuartigen Stimm-Biomarker-Technologie kombiniert wird, während der In-Ohr-Sensor von cosinuss° für die Sprachinteraktion angepasst wird. Herzinsuffizienz ist durch Flüssigkeitsüberlastung und erhöhten intrakardialen Füllungsdruck gekennzeichnet, weshalb Ödeme in den Stimmlippen und der Lunge die Stimme des Patienten beeinträchtigen können. Daher können akustische Messungen von Stimmstörungen und Sprachmerkmalen Frühindikatoren für eine beginnende Dekompensation oder Veränderungen des Gesundheitszustands des Patienten sein.

In bisherigen Studien wurden stimmliche Informationen isoliert für individuelle Stimmungen, Gemütszustände und den Gesundheitszustand gesammelt, Stimmveränderungen mit Vitalzeichen in Verbindung zu bringen oder sprachgesteuerte Systeme zum Ausfüllen von Patientenfragebögen einzusetzen. "Mit UNISONO untersuchen wir, wie sich Sprach- und Vitaldaten so weit kombinieren lassen und wie die Datenqualität durch einen intelligenten Assistenten so verbessert werden kann, dass sie als Gesundheitsprädiktor bei Herzinsuffizienz genutzt werden können", sagt Dr. Julia Hoxha, Geschäftsführerin von Zana und Koordinationspartnerin. Sie fügt hinzu: "Auf diese Weise bringt UNISONO die KI-gestützte Erfassung von Daten aus der realen Welt in den Kernbereich der Gesundheitsversorgung und der klinischen Forschung."

Um gleichzeitig Sprachinteraktion zu ermöglichen und Vitaldaten (wie Körpertemperatur, Herzfrequenz, Sauerstoffsättigung und Atemfrequenz) zu messen, wird die Hardware des patentierten Ohrsensors von cosinuss° um Mikrofon und Lautsprecher erweitert. "Diese Technologie ermöglicht es uns, die Vitalparameter und die Stimme des Patienten über mehrere Wochen kontinuierlich und ohne aufwändige Verkabelung in Echtzeit zu überwachen und damit eine große Datenbank für die Entwicklung eines Stimm-Biomarkers für die klinische Phänotypisierung aufzubauen", so Dr. Johannes Kreuzer, Geschäftsführer von cosinuss°.

Großes Potenzial für Telemonitoring und Prävention bei Herzinsuffizienz

In Zusammenarbeit mit dem klinischen Partner DZHI werden aus den gesammelten Daten digitale klinische Phänotypen identifiziert und mit etablierten Faktoren verknüpft, die mit einer schlechteren Prognose bei Herzinsuffizienz verbunden sind. "Stimm-Biomarker haben ein enormes Potenzial für die Verbesserung der Patientenversorgung bei Herzinsuffizienz, da sie nicht-invasiv, kostengünstig und einfach zu erheben sind und aus der Ferne beurteilt werden können", erklärt Dr. Fabian Kerwagen, MPH, Leiter des Projekts UNISONO am DZHI. "Die Kombination der Patientenstimme mit der am Ohr getragenen Technologie wird eine umfassende digitale Phänotypisierung von Herzinsuffizienz-Patienten ermöglichen und neue Möglichkeiten für das Telemonitoring und die Prävention bei Herzinsuffizienz bieten".  

Herzinsuffizienz, von der in Deutschland fast vier Millionen Menschen betroffen sind, ist hierzulande der häufigste Grund für Krankenhauseinweisungen und geht mit einer höheren Sterblichkeit einher als die meisten Tumorerkrankungen.

Website: www.unisono-projekt.com