Ein Forscherteam der Case Western Reserve University hat eine personalisiertes automatisches Alarmsystem Menschen zu helfen, mit dem Rauchen aufzuhören, indem sie tragbare Technologie verwenden.

Es ist schwer mit dem Rauchen aufzuhören. Bei den meisten Menschen sind nur drei Versuche erforderlich, um von Nikotin abhängig zu werden, einer Suchtchemikalie in Zigaretten und nach Angaben der Center for Disease Control and Prevention, die am weitesten verbreitete Sucht unter den Amerikanern.

Rauchen, das für einen von fünf Todesfällen in den USA verantwortlich ist, führt zu unwiderruflichen Konsequenzen.

Auch Raucher sind sich der Risiken bewusst. In 2015 gaben fast sieben von jedem 10-Raucher an, dass sie vollständig aufhören wollten.

Aber nach Angaben der American Cancer Society, nur 4 bis 7 Prozent Raucher können das Rauchen alleine aufgeben. Hilfe von außen ist daher von entscheidender Bedeutung.

In jüngster Zeit hat die Wearable-Technologie eine Reihe von Programmen eingeführt, die den Menschen helfen sollen, mit dem Rauchen aufzuhören.

"Der Bereich der Tabakkontrolle hat mobile Technologien wirklich übernommen, weil viele Menschen nicht zur Therapie kommen", sagte der Mitautor Monica Webb Hooper, Professor an der Medizinischen Fakultät und Direktor des Amtes für Disparitätsforschung an der Fallumfassendes Krebszentrum.

Das neue personalisierte mobile System zur Raucherentwöhnung ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen Webb Hooper, der nach neuen Interventionsmöglichkeiten suchte, und Ming-Chun Huang, Assistenzprofessor für Elektrotechnik und Informatik, der das Forscherteam leitete.

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Das mobile Alarmsystem ist in einer Reihe angeordnet.

Zunächst melden sich Benutzer mit Achtsamkeitstraining auf einer Online-Plattform an und erstellen einen personalisierten Kündigungsplan.

Und wenn die beiden Armbandsensoren bestimmte mit dem Rauchen verbundene Arm- und Körperbewegungen erkennen, erinnert eine anfangs auf Androids beschränkte Smartphone-App, die mit dem System verbunden ist, die Benutzer automatisch an ihren eigenen Plan zum Beenden oder an Kurzvideos (20-120) Sekunden) über die Gesundheit und den finanziellen Nutzen des Kündigens.

Laut Huang werden die Sensoren mit einem tiefen lernbasierten Ansatz trainiert, der als Langzeit-Kurzzeitgedächtnis (Long Short Term Memory, LSTM) bezeichnet wird. Dabei handelt es sich um einen speziellen Typ eines wiederkehrenden neuronalen Netzwerks, das die zeitliche Dynamik erfasst.

Anhand der erfassten Zeitreihensensordaten können die tragbaren Armbänder selbst den sehr subtilen Bewegungsablauf erkennen, z. B. eine Zigarette von der Hand in den Mund zu führen, ein Feuerzeug mit einer Hand herauszunehmen und eine andere vor das Feuerzeug zu heben, um es zu blockieren der Wind.

"Wir konnten zwischen einer einzigen Bewegung, die mit Essen oder Trinken verwechselt werden kann, und einer Abfolge von Bewegungen unterscheiden, die deutlicher mit dem Rauchen einer Zigarette zusammenhängt", sagte Huang in einer Erklärung.

Die Forscher testeten die beiden Armbandsensoren bei 10-Benutzern und stellten fest, dass sie eine Genauigkeit von mehr als 98 Prozent aufwiesen, um Rauchbewegungen von anderen ähnlichen Handbewegungen wie dem Trinken aus einer Tasse zu unterscheiden.

Im Vergleich zur prozentualen 72-Genauigkeit bei anderen ähnlichen Technologien, bei denen nur ein Armband verwendet wurde, und früheren Programmen, bei denen sich Raucher darauf verlassen, dass sie selbst angeben, wie oft sie geraucht haben, zeichnete die Technologie des Teams das Rauchen genauer auf.

"Wir wollten eines unserer Programme in eine videobasierte mobile Anwendung umsetzen, aber die Bewegungssensoren haben dies noch verblüffender gemacht", sagte Webb Hooper in einer Erklärung.

Neben den Sensoren haben nach Ansicht der Forscher auch die mobilen Erinnerungen eine wichtige Rolle gespielt.

In einer von Webb Hooper durchgeführten Pilotstudie zu 120-Rauchern verwendeten die eine Hälfte das Programm, während die andere Hälfte ein Standard-Textnachrichtenprogramm ohne Sensoren oder Videonachrichten verwendete.

Diejenigen, die das gesamte Programm nutzten, wiesen eine höhere Einbeziehungsrate und eine um 20 Prozent höhere biochemisch nachgewiesene Einstellung auf.

"Tabak ist die am schwersten zu bekämpfende Sucht, und Zigaretten sind eine der am leichtesten zu bekämpfenden Drogen - für manche Menschen sind nur drei (Zigaretten) erforderlich", sagte Webb Hooper in einer Erklärung.

„Und neurologisch ist es schwieriger aufzuhören, weil wir mehr Nikotinrezeptoren im Gehirn haben. Deshalb freue ich mich so über diese Intervention. “

Der nächste Schritt

Laut Huang plant das Team, die Auswirkungen der tragbaren Sensoren im Zusammenhang mit der Behandlung der Raucherentwöhnung zu testen.

„Auf diese Weise können wir in Echtzeit eingreifen, indem wir maßgeschneiderte Interventionsinhalte senden, wenn eine Person zu rauchen beginnt. Wir werden in größeren Studien testen, ob die sensorgestützte Intervention die Raucherentwöhnungsrate verbessert “, sagte er.