Regulär wird ein EKG via Elektroden am Körper aufgezeichnet. Über Kabel werden sie an das Messgerät weitergeleitet, sodass das Pflegepersonal und Ärztinnen und Ärzte die Daten auswerten können. Doch nicht immer ist es möglich, die Elektroden am Körper zu befestigen, zum Beispiel bei schweren Verbrennungen, Verletzungen, bestimmten Hautallergien oder ansteckenden Krankheiten. Hierfür entwickelten Forschende des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) eine neue Methode, vitale Daten zu erfassen.
Berührungslose Überwachung der Vitalparameter
Sie entwickelten ein Low-Power-Radarsystem, um in solchen Fällen trotzdem die Vitalparameter erfassen zu können. Das Hochfrequenz-Radarsensorsystem hat einen niedrigen Stromverbrauch und funktioniert durch die Matratze, Kleidung und Bettdecke hindurch. „Das Radarsensorsystem erzeugt mithilfe der Radarchips und Antennen elektromagnetische Wellen, die vom Körper reflektiert werden. Die reflektierten Wellen werden durch die rhythmische Bewegung der Brustwand aufgrund der Atem- und Herzaktivität moduliert. Dies kann mithilfe des Radarsensors gemessen und ausgewertet werden, um die Vitalparameter zu extrahieren“, erklärt Prof. Dr. Ivan Ndip, Leiter der Abteilung RF & Smart Sensor Systems am Fraunhofer IZM.
So lassen sich bestimmte Herz-Rhythmusstörungen oder Belastungszustände bestimmen und Krankheiten früher erkennen. Der Radar ist dazu in der Lage, kleinste Bewegungen der Körperoberfläche aufzunehmen, wodurch er zur Überwachung von Säuglingen, Brandopfern und Menschen mit Schlafstörungen sowie zur Anwendung im Auto geeignet ist, um beispielsweise Müdigkeit bei Autofahrern zu erfassen oder andere Auffälligkeiten.
Prototyp im Test
Für die Testphase bauten die Forschenden es in ein Kunstgehäuse ein und platzierten es unter der Matratze auf dem Bett. Zukünftig lassen sich jedoch das Design und die Antenne anpassen, sodass sich die Reichweite erweitern lässt und das System beliebig im Raum platziert werden kann. Aufgrund der schwachen Signale, die die Mikrobewegungen der Brustwand verursachen, war die Entwicklung keine kleine Herausforderung. Systemrauschen und reflektierte Signale anderer Personen und Gegenstände erschwerten die zuverlässige Erfassung.
Seit September 2023 wird der Prototyp bereits klinisch getestet – mit bisher positiven Ergebnissen. Erste Messungen mit Patientinnen und Patienten in Rücken-, Seiten- oder Bauchlage sind erfolgreich verlaufen. In der nächsten Phase haben die Forschenden das System erweitert zu einem mehrkanaligen Radarsensorsystem, um gleichzeitig die Vitalparameter mehrerer Personen erfassen zu können.
Quelle: idw
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