Fraunhofer IPMS

RFID macht Hüftprothese »intelligent«

19. Juni 2013, 12:12 Uhr | Ralf Higgelke
Hüftprothese mit integrierter Sensorik
© Fraunhofer IPMS

Transpondersysteme gewinnen zunehmend an Bedeutung. Neuerdings lassen sie sich um Sensoren erweitern, um z.B. zusätzliche Informationen über Objekte oder deren Umgebung zu gewinnen. Das Fraunhofer IPMS hat Implantate mit Mess- und Überwachungsfunktionen ausgestattet.

Seit Jahrzehnten nutzt man in der Medizin Implantate, um Funktionen des menschlichen Körpers wiederherzustellen oder um bei akuten Schmerzen Linderung zu verschaffen. Hauptsächlich werden dabei mechanische Teile zur Stabilität oder als Knochenersatz implantiert. Diese Implantate verbleiben entweder ein Leben lang oder zumindest für eine längere Zeit im Körper des Patienten. Das wohl bekannteste Beispiel hierfür ist das künstliche Hüftgelenk.

Durch die Entwicklung der Mikrosystemtechnik ist es heute möglich, Implantate mit Mess- und Überwachungsfunktionen auszustatten. Ein zentrales Problem ist dabei aber immer die Energieversorgung im Körper. Gerade bei Langzeitimplantaten eignet sich daher der Einsatz der Transpondertechnologie. Dabei wird die zur Messung notwendige Energie drahtlos von außen mittels magnetischer Kopplung zum Implantat übertragen.

Am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS wurde auf Basis dieser Technologie eine Plattform entwickelt, welche die Elektronik im Implantat mit Energie versorgt und gleichzeitig Messdaten auslesen kann. Die gewählte Trägerfrequenz von 125 kHz gewährleistet, dass dem Implantat ausreichend Energie zur Verfügung steht. Der Schaltkreis enthält neben den Transponderbaugruppen auch einen frei programmierbaren Mikrocontroller mit Anschlussmöglichkeiten für digitale und/oder analoge Sensoren sowie Aktoren.

Die Anwendungsmöglichkeiten sind groß. So kann mit dieser Lösung beispielsweise eine kontinuierliche Messung von Temperatur, Druck, Beschleunigung oder pH-Wert durchgeführt werden. Auch die gleichzeitige Signalaufbereitung und Auswertung der Messergebnisse im Implantat ist möglich.


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