Precision Health

Wir tragen Sensoren am Handgelenk, zählen Schritte und überwachen unseren Schlaf. Aber was wäre, wenn die präzisesten Gesundheitsdaten nicht am Handgelenk entstehen – sondern im Badezimmer?

Der Gedanke klingt nach Science-Fiction. Oder nach einer sehr ambitionierten Silicon-Valley-Idee. Tatsächlich wurde genau dafür ein Ig-Nobelpreis für Public Health verliehen: für die Entwicklung der „Stanford Toilet“, die Urin und Stuhl analysiert und daraus Hinweise auf gesundheitliche Veränderungen erkennt.

Was wir täglich wegspülen

Unsere Smartwatches messen Puls, Schlaf und Schritte. Doch ausgerechnet der Ort, an dem täglich hochrelevante biologische Informationen anfallen, blieb lange unbeachtet: das WC. Urin und Stuhl enthalten zahlreiche Biomarker – von Entzündungsparametern bis hin zu mikrobiellen Mustern. In der klassischen Medizin werden sie punktuell untersucht. Einzelne Proben. Einzelne Zeitpunkte.

Die Idee hinter der Stanford-Toilette ist grundsätzlicher. Gesundheit soll nicht nur punktuell im Labor untersucht werden, sondern kontinuierlich im Alltag. Veränderungen könnten so sichtbar werden, bevor eine Krankheit klinisch manifest wird. Die Forschenden sprechen in diesem Zusammenhang von „Precision Health“, also von Prävention durch langfristige, individualisierte Datenerfassung.

Ein Diagnostiklabor im Badezimmer

Technisch funktioniert das System als aufrüstbares Modul für bestehende Toiletten. Kameras und Sensoren analysieren Urin und Stuhl direkt während der Nutzung. Für die Urinanalyse verwendet das System diagnostische Teststreifen, wie sie auch in Arztpraxen eingesetzt werden. Eine Kamera liest deren Farbveränderungen aus und bestimmt Parameter wie Blut, Protein, Glukose oder pH-Wert. Gleichzeitig erfassen Kameras Form und Konsistenz des Stuhls und ordnen sie automatisch der medizinischen Bristol Stool Scale zu. Auch der Harnfluss wird per Computer Vision analysiert, um Hinweise auf urologische Probleme zu erkennen.

Damit die Daten im Mehrpersonenhaushalt korrekt zugeordnet werden können, identifiziert das System seine Nutzenden biometrisch – unter anderem anhand charakteristischer anatomischer Merkmale im Analbereich, einem sogenannten „Analprint“. Die erfassten Daten werden digital gespeichert und können langfristig ausgewertet werden, etwa über eine App oder eine gesicherte Plattform.

Das klingt skurril. Doch der medizinische Kern ist ernst.

Gesundheitsdaten im Abfluss

Urin-Metaboliten stehen mit Hunderten Erkrankungen in Zusammenhang: von Infektionen (z. B. Nitrit bei bakteriellen Harnwegsinfekten) über Stoffwechselstörungen (Glukose bei Diabetes) bis hin zu Tumorerkrankungen. Auch Veränderungen im Mikrobiom liefern Hinweise auf entzündliche oder neuropsychiatrische Prozesse (etwa veränderte kurzkettige Fettsäuren). Eine kontinuierliche Analyse solcher Biomarker könnte völlig neue Einblicke in individuelle Gesundheitsverläufe ermöglichen.

Während der COVID-19-Pandemie wurde das Konzept weitergedacht. Virus-RNA ist im Stuhl nachweisbar – teilweise länger als in Nasenabstrichen. Eine Toilette, die Proben automatisch analysiert, könnte Infektionsgeschehen früh sichtbar machen, etwa in Schulen oder Pflegeheimen. Die Toilette würde damit von einem stillen Örtchen zu einem Instrument der öffentlichen Gesundheitsüberwachung werden.

Intimität, Daten und Vertrauen

Doch kaum ein Ort ist privater als das Badezimmer. Genau hier beginnen die entscheidenden Fragen: Wer hat Zugriff auf diese Daten? Wie werden sie gespeichert? Was geschieht mit Zufallsbefunden? Mehr Monitoring bedeutet nicht automatisch bessere Medizin. Es kann auch Überdiagnosen, Fehlalarme und unnötige Interventionen erzeugen. Präzision braucht Vertrauen.

Vielleicht liegt gerade darin die eigentliche Pointe dieser Forschung. Die Idee einer analysierenden Toilette wirkt auf den ersten Blick befremdlich. Und doch ist sie medizinisch konsequent. Wir messen heute immer mehr Gesundheitsdaten – über Uhren, Apps und Sensoren. Gleichzeitig spülen wir täglich Informationen weg, die wertvolle Hinweise auf unseren Gesundheitszustand enthalten könnten.

Die Zukunft der Prävention entsteht deshalb vielleicht nicht nur am Handgelenk. Sondern auch dort, wo wir bisher nicht hinschauen.

Quellen:

Park, Sm., Won, D.D., Lee, B.J. et al. A mountable toilet system for personalized health monitoring via the analysis of excreta. Nat Biomed Eng 4, 624–635 (2020). https://doi.org/10.1038/s41551-020-0534-9

Park, Sm., Ge, T.J., Won, D.D. et al. Digital biomarkers in human excreta. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 18, 521–522 (2021). https://doi.org/10.1038/s41575-021-00462-0

Ge, T.J., Chan, C.T., Lee, B.J. et al. Smart toilets for monitoring COVID-19 surges: passive diagnostics and public health. npj Digit. Med. 5, 39 (2022). https://doi.org/10.1038/s41746-022-00582-0

Jessie Ge et al. Passive monitoring by smart toilets for precision health.Sci. Transl. Med.15,eabk3489(2023).DOI:10.1126/scitranslmed.abk3489

Text: Dr. sc. ETH Theresa Rauschendorfer