HINTERGRUND

Ländliche Gebiete leiden insbesondere bei hochwertiger Diagnostik unter einer medizinischen Unterversorgung. Eine Verbesserung der Situation soll erreicht werden, indem Sensorik-Konzepte aus dem Kontext der Industrie 4.0 auf die medizinische Diagnostik adaptiert werden. Hierfür wird ein spezielles Verfahren einer hochauflösenden, berührungslosen Abstandsmessung verwendet. Die Basis hierfür bilden Radarsysteme, wie sie bisher für die Prozesssteuerung vollautomatisierter industrieller Produktionsanlagen zum Einsatz kommen.

FUNKTIONSWEISE

Beim klassischen EKG wird der Herzschlag mithilfe von Elektroden und Kabeln ermittelt, die Patienten mit den Messgeräten verbinden. Bei der Radartechnik erfolgt das Monitoring berührungslos und aus der Distanz. Radarsensoren können somit im Heimbereich von medizinisch bedürftigen Menschen berührungslos Herzkreislauf-Parameter erfassen und eine gesicherte Datenschnittstelle zum betreuenden Arzt bzw. telemedizinischen Dienstanbietern bereitstellt.

Durch Kleidung, Bettdecken und sogar Matratzen hindurch kann der entwickelte Radar-Sensor Herz- und Atmungswerte erfassen und an die Monitoring-Geräte übertragen. Die Sensoren senden elektromagnetische Wellen aus, die vom Körper reflektiert werden. In der Umsetzung funktioniert das etwa so: Das vom Herz ausgestoßene Blut läuft in Form einer Pulswelle die Gefäße entlang, was auf der Körperoberfläche als Vibration erscheint. Diese können mithilfe der Sensoren gemessen und daraus viele medizinische Aspekte des Herzkreislaufsystems bestimmen werden.

EINSATZ

Vorerst konzentriert sich das Forschungsprojekt auf die medizinische Beobachtung von Früh- und Neugeborenen, insbesondere auf epileptische Anfälle. Es wird vermutet, dass unerkannte Epilepsie für bis zu 20 Prozent aller plötzlichen Kindstode verantwortlich ist. Das Problem dabei ist, dass diese Anfälle bei Kleinkindern oft nicht diagnostiziert werden, da sie noch keine motorischen Krämpfe zeigen. Durch das kontaktlose Messen mit den Radar-Sensoren werden die Kinder kontinuierlich und ohne Einschränkungen überwacht. Ein Anfall kann so früh genug bemerkt und behandelt werden.

Auch in der aktuellen Coronapandemie ist ein Einsatz der Technik sinnvoll. In Verbindung mit der gemessenen Herzkreislauf- und Atemtätigkeit kann die Körpertemperatur kontaktlos ermittelt und somit wichtige Parameter zur Beurteilung des Gesundheitszustands im Zusammenhang mit einer möglichen Corona-Infektion geprüft werden. So könnten Infizierte berührungslos untersucht werden. Das reduziere auch das Ansteckungsrisiko für das medizinische Personal.

VORTEILE

Aufnahme der Herzkreislaufsysteme und Atemfunktionen

Frühdiagnostische Datensammlung möglich

Mögliche Informationen über das vegetative Nervensystem (bevorstehende Epilepsie)

Bio Radar – Kontaktlos (Gegensatz zu EKG)

  • Dauerhaftes Monitoring möglich (Krankenhausbetten)
  • Monitoring von Kleinkindern möglich
  • Monitoring von Brandopfern möglich

Hardware Distanzauflösung < 1μm

ANWENDUNG

Medizinische Diagnostik / Life-Science

STATUS

Patientenstudien

FACH­KONTAKT

Prof. Alexander Kölpin

Brandenburgische Technische Universität Cottbus – Senftenberg

Fachgebiet: Elektronische Systeme und Sensorik

M: alexander.koelpin(at)b-tu.de
T:  +49 (0)40 42878 3019