Grippewelle früher erkennen: KSB setzt künstliche Intelligenz für Hustengeräusche ein

Jedes Jahr gibt es mehrere Erkältungswellen und im Wartezimmer beim Arzt oder im Spital wird gehustet. Mal mehr, mal weniger. Daraus aber Rückschlüsse zu ziehen, ob ein erhöhtes Ansteckungspotenzial vorliegt und wann eine Grippewelle im Anmarsch ist, war bisher unmöglich.

Das will Resmonics, eine Spin-off-Firma der ETH Zürich, ändern und hat eine Software entwickelt, die mithilfe künstlicher Intelligenz Hustengeräusche auswerten kann. Über die akustische Analyse der Umgebung gibt das Gerät dann ein visuelles Zeichen für das erhöhte Risiko von respiratorischen Erkrankungen. Die Sensoren leuchten als Warnung in einer anderen Farbe. Als erstes Spital in der Schweiz setzt das KSB diese Sensoren ein.

Geräte sehen aus wie Boxen

«Wir Infektiologen sind immer an innovativen Techniken interessiert», erklärt Andrée Friedl, Leitende Ärztin Infektiologie und Infektionsprävention am KSB, in einer Mitteilung: «Wir freuen uns auszuprobieren, ob wir das epidemische Auftreten respiratorischer Infektionen über die Analyse von Hustengeräuschen früher und zuverlässiger erfassen können als über das Abwassermonitoring oder den Nachweis von Viren bei Patienten.» Derzeit sind die Geräte, die aussehen wie Lautsprecher-Boxen, an sieben Orten im KSB platziert. Unter anderem in der Wartezone der Notfallpraxis, in einem Gang auf einer medizinischen Normalstation, im KSB Fitness, in einem Ärztebüro oder im Caffè Orizzonte.

Besserer Infektionsschutz für Patienten und Personal

In der ersten Studienphase bis Ende September werden die Geräte in einem reinen Analysemodus im KSB laufen. Das bedeutet: Die Sensoren arbeiten im passiven Modus. Sie sammeln Daten, geben aber kein aktives Feedback. Die zweite Phase des vom Health Innovation Hub Aargau initiierten Projekts am KSB beginnt im Herbst. Dann wird die Farbänderung des Sensors ein erhöhtes Infektionsrisiko darstellen. «Mit dieser Lösung möchten wir Patienten besser schützen und das Personal in Gesundheitseinrichtungen entlasten, indem der Infektionsschutz verbessert und krankheitsbedingte Ausfallzeiten verringert werden», sagt Resmonics-CEO Peter Tinschert.

Wie funktionieren die Geräte?

Die verbauten Sensoren in den Geräten können die Luftqualität und die Atemsymptome messen. In kurzen Audiosegmenten sucht die KI dann nach akustischen Mustern. Ein Husten hat zum Beispiel eine sehr charakteristische Signatur durch das laute Ausstossgeräusch und den Vorteil, dass es ein klares Symptom für akute Atemwegsinfektionen wie eine Grippe oder Covid-19 ist. Genau diesen Husten erkennt die KI, die seit 2016 an der ETH Zürich entwickelt und an den Daten von Patienten und Patientinnen mit akuten und chronischen Atemwegserkrankungen trainiert wurde. Daraus erstellt sie eine Risikoanalyse und warnt, in dem sie das Gerät in einer anderen Farbe leuchten lässt. Auch der Datenschutz ist dabei gewährleistet. Es werden keine Gespräche mitgeschnitten oder archiviert. Das Gerät wurde nur dafür entwickelt, Hustengeräusche zu erkennen. Andere Symptomgeräuscharten werden zurzeit noch nicht erfasst.

Infektionswellen früher erkennen

«In den bisherigen Pilotstudien hat das direkte Feedback zu einem höheren Bewusstsein für Hygienemassnahmen sowie der besseren Durchführung von Infektionsschutzmassnahmen geführt», erklärt Resmonics-Mitbegründer Matthias Groh. Mehr noch: Durch die objektive Messung des Hustens in Gesundheitseinrichtungen konnten bevorstehende Infektionswellen bis zu zwei Wochen im Voraus erkannt werden. Auch im KSB sollen diese durch KI gewonnenen Informationen den Infektiologen helfen, die Präventionsmassnahmen im Spital zu verbessern. «Unser Ziel ist es, frühzeitig zu erfahren, ob eine hohe oder tiefe Gefährdung für respiratorische Infektionen besteht», sagt Andrée Friedl, Leiterin der KSB-Infektiologie: «Bei hohem Risiko könnte man dann etwa eine Maske anziehen.»