Celestra Health nutzt Moticon’s Sensorsohlen zur Entwicklung von KI-gestütztem, tragbaren, digitalen Biomarker für Multiple Sklerose

Diese bemerkenswerte Zusammenarbeit zielt darauf ab, die Möglichkeiten der künstlichen Intelligenz (KI) und der Echtzeit-Ganganalyse zu nutzen, um das Leben der rund 2,8 Millionen Menschen weltweit zu verbessern, die von dieser chronischen Erkrankung des zentralen Nervensystems betroffen sind.

Zusammenfassung

Die transformative Kraft der Technologie wird nie deutlicher als in den Geschichten, die das Leben von Menschen verändern. Eine solche Geschichte beginnt mit Celestra Health, einem kanadischen Unternehmen für Gesundheitstechnologie. Das Unternehmen nutzt Sensorsohlen für seinen digitalen tragbaren Biomarker, um die Lebensqualität von Menschen mit Multipler Sklerose (MS) zu verbessern.

Warum das Monitoring der MS-Erkrankung wichtig ist

MS ist eine entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems, von der weltweit etwa 2,8 Millionen Menschen betroffen sind (1). (1)

Veränderungen des Gangbildes spielen dabei eine entscheidende Rolle (2, 3) und sind auch ein geeigneter Ansatzpunkt für eine gezielte Überwachung der Erkrankung.

Bei Menschen mit MS treten in vielen Fällen Gangstörungen auf. Dies liegt daran, dass das zentrale Nervensystem, das aus Gehirn und Rückenmark besteht, betroffen ist. Besonders häufig sind das Rückenmark und das Kleinhirn an den Prozessen beteiligt.

Das Rückenmark ist wichtig für die Übertragung von Signalen zwischen Gehirn und dem Körper. Es hilft, diese Signale zu kontrollieren und zu regulieren. Das Kleinhirn ist für die Koordinierung verschiedener Bewegungen zuständig und spielt eine wichtige Rolle beim Gleichgewicht. Es fungiert als zentraler Knotenpunkt zwischen verschiedenen Teilen des Gehirns und des Rückenmarks (4). (4)

Beide Bereiche sind bei Menschen mit MS besonders anfällig für das Auftreten von Läsionen. Entzündungen und Läsionen der Myelinscheide, die die Nervenfasern im gesunden Zustand schützt, treten in diesen Bereichen gehäuft auf. Bei 92 Prozent finden sich entzündliche Läsionen im Rückenmark, die zu Schäden in diesen Regionen führen (5-7). (5-7) Dies kann zu motorischen Defiziten wie Muskelschwäche und Spastik in den unteren Extremitäten sowie zu sensorischen Defiziten und Gangunsicherheit führen und sich in Gangstörungen äußern. Beispielsweise kann es zu Schwäche und Steifheit in den Beinen kommen und die Beinmuskulatur kann sich schwach oder ständig angespannt anfühlen. Auch der Gleichgewichtssinn kann dadurch beeinträchtigt sein, was dazu führen kann, dass Betroffene unsicher und unkoordiniert gehen.

Eine der größten Herausforderungen bei der Behandlung von MS besteht daher darin, Veränderungen im Gang der Erkrankten zu erkennen und zu analysieren, da sie wertvolle Informationen über den Krankheitsverlauf liefern.

Während eines Schubes können sich die Schwierigkeiten verschlimmern, aber sie können nun erstmals direkt im täglichen Leben durch eine Ganganalyse, wie sie von Celesta Health angeboten wird, erfasst werden. Durch das System kann auch erforscht werden, ob Medikamente, die sich positiv auf den Gang auswirken sollen, den erwünschten Nutzen zeigen.

Die Reise von Celestra Health, einem kanadischen Gesundheitsunternehmen, begann aus dem Bedürfnis heraus, den Verlauf von MS im realen Leben zu visualisieren, um fundierte Behandlungsentscheidungen treffen zu können.

Die Herausforderung für sensorbasiertes Gang-Monitoring

Bei MS gibt es keinen vorhersehbaren Krankheitsverlauf. Verschlechterungen treffen Erkrankte häufig plötzlich und in Schüben.

Arztbesuche zur Kontrolle des Krankheitsverlaufs finden jedoch in der Regel nur alle sechs bis zwölf Monate statt.

Wie kann trotzdem sichergestellt werden, dass es in dieser Zeit nicht zu Verschlechterungen kommt, die den Gesundheitszustand dauerhaft beeinflussen? Wie kann nachverfolgt werden, ob die verordnete Medikation ihren Nutzen erfüllt und der Erkrankte gut darauf anspricht? Häufigere Arztbesuche sind keine praktikable Lösung, weder aus wirtschaftlicher noch aus medizinischer Sicht.

Es war daher erforderlich, eine Lösung zu finden, mit der Ganganalysen unter normalen Lebensbedingungen durchgeführt werden können, mit der Einblicke in den Alltag der Erkrankten in Laborqualität möglich sind.

Ein Frühwarnsystem für das Fortschreiten der Krankheit zwischen den einzelnen Kontrollen war notwendig. Durch die wöchentlich mehrmalige Erfassung des individuellen Gangbildes würde es erstmals möglich sein, die Wirkung von pharmakologischen und personalisierten Rehabilitationsbehandlungen genau zu messen. Die Celestra Health-Lösung musste in der Lage sein, MS-spezifische Gangmuster zu erkennen und zu identifizieren und die Auswirkungen der krankheitstypischen Fatigue auf das Gangbild zu messen, um auch kleinere Veränderungen im Gangbild zu registrieren.

Celestra KI + Moticon Sensoren & Integrationen = Lösung

Die Idee für einen KI-gestütztem, tragbaren, digitalen Biomarker war geboren. Das medizinische und technische Wissen zur Entwicklung einer entsprechenden App war vorhanden. Was fehlte, war die richtige Sensorsohle.

Um medizinisch valide Ganganalysen durchzuführen, wurde eine Sensorsohle benötigt, die zuverlässig genaue Daten liefert und die Möglichkeit bietet, eigene Software mit der Software der Sensorsohle zu verknüpfen.

“Nachdem wir mehrere Anbieter von intelligenten Sensorsohlen aus der ganzen Welt evaluiert hatten, haben wir uns, aufgrund der Produktreife, des erstklassigen technischen Supports und der innovativen Funktionen wie der automatischen Kalibrierung und des Software Development Kits (SDK) für die Zusammenarbeit mit Moticon entschieden. Es ist uns sehr wichtig, mit einem Partner zusammenzuarbeiten, dessen Produkt klinisch validiert wurde und zu dessen Kundenkreis namhafte Unternehmen wie Regeneron, Nike, Adidas und Novartis zählen“, kommentiert Bruce Ford, CEO von Celestra Health.

Bisher Erreichtes für die klinische Phase-I Studie

“Wir hatten eine großartige Idee und Moticon war die Lösung unserer Probleme beim Erstellen unseres Prototyps. Neben der Hardware waren wir vor allem von der Qualität der Moticon Software und der einfachen Integration in unsere Smartphone-App beeindruckt. Ohne die Moticon Software gäbe es für uns keine Möglichkeit, die intelligenten Sensorsohlen zu steuern. Innerhalb von sechs Wochen haben wir einen funktionierenden Prototyp entwickelt. Innerhalb von zehn Wochen war die integrierte Software produktionsreif. Das ist in jeder Hinsicht eine bemerkenswerte Leistung. Die technische Unterstützung, die wir in der Integrationsphase von Moticon erhielten, war hervorragend. Je mehr wir über das Moticon ReGo-Produkt erfuhren, desto beeindruckter waren wir. Die einfache Kalibrierung war nur ein Punkt. Moticon ist ein Unternehmen, das eindeutig auf die Details achtet, um sicherzustellen, dass die gesamte Benutzererfahrung ein voller Erfolg ist.”

Das Feedback zur kürzlich abgeschlossenen Phase-I-Studie an der University of Ottawa war äußerst positiv. Die Technologie von Celestra Health bietet eine unauffällige Möglichkeit, den Zustand von MS-Patienten kontinuierlich zu überwachen und personalisierte Behandlungen mit dem Ziel zu entwickeln, ihre Lebensqualität zu verbessern.

Zusammenfassung

Ab Juni 2023 wird Celestra Health in Zusammenarbeit mit dem Brigham and Women’s Hospital (Boston, USA), Barts Health (London, Großbritannien) und dem Ottawa Hospital (Ottawa, Kanada) eine Phase-II-Studie an mehreren Standorten starten bis zur kommerziellen Verfügbarkeit im Jahr 2024.

In den Moticon-Sensorsohlen sind Drucksensoren und eine inertiale Messeinheit (IMU) zur Messung von Bewegungen im Raum integriert. Die präzisen Daten, die durch die Sensortechnologie erhoben werden können, tragen dazu bei, die Gesamtqualität und Effektivität der Wearable-Lösung von Celestra Health zu gewährleisten.

Die Zusammenarbeit von Celestra Health und Moticon ist ein bedeutender Schritt auf dem Weg zu einer integrierten, praxisnahen Lösung zur Überwachung des Fortschreitens von MS, die Patient*innen weltweit zugutekommen soll.

Quellen

(1) https://www.atlasofms.org/map/global/epidemiology/number-of-people-with-ms

(2) Coca-Tapia, M., Cuesta-Gómez, A., Molina-Rueda, F., & Carratalá-Tejada, M. (2021). Gait Pattern in People with Multiple Sclerosis: A Systematic Review. Diagnostics (Basel), 11(4), 584. https://www.mdpi.com/2075-4418/11/4/584

(3) Heesen C, Böhm J, Reich C, Kasper J, Goebel M, Gold SMM. Patient perception of bodily functions in multiple sclerosis: Gait and visual function are the most valuable. Mult Scler. 2008;14(7):988–91.

(4) Nógrádi, A. & Vrbová, G. Anatomy and Physiology of the Spinal Cord. In: Madame Curie Bioscience Database [Internet]. 2000. Accessible at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK6229/

(5) Eden D et al.: Spatial distribution of multiple sclerosis lesions in the cervical spinal cord. Brain. 2019;142(3):633-646. Doi: https://doi.org/10.1093/brain/awy352

(6) Weier K et al. Biplanar MRI for the assessment of the spinal cord in multiple sclerosis. https://doi.org/10.1177/1352458512442754

(7) Hua, L. H., Donlon, S. L., Sobhanian, M. J., Portner, S. M., & Okuda, D. T. (2015). Thoracic spinal cord lesions are influenced by the degree of cervical spine involvement in multiple sclerosis. Spinal Cord, 53(5), 520-525. Published: 13 January 2015. https://www.nature.com/articles/sc2014238

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