Smart Patches

Intelligente Sensorik direkt auf der Haut

12. August 2020, 10:22 Uhr   |  Compamed Innovationsforum

Intelligente Sensorik direkt auf der Haut
© Moio

Beispiel für Smart Patch (intelligentes Pflaster)

Smart Patches sind die nächste Generation von medizinischen Wearables

Klassische Vitalparameter wie Herz- und Atemfrequenz, Körpertemperatur, Blutdruck sowie EKG und EEG sind heute bereits mit verschiedenen Sensoren messbar. In Zukunft wird es zudem aber um komplexe Parameter gehen, zu denen neben Demenz auch Schmerz, Schwindel, Inkontinenz und Erschöpfung gehören. Darüber hinaus lautet die Zielsetzung, möglichst kontaktlos zu messen, um Störgefühle bei den Patienten zu vermeiden.

»Im gesamten Bereich werden mit Hilfe von Algorithmen aus dem Bereich Künstliche Intelligenz/ Maschinelles Lernen Lösungen machbar, robuster und effizienter«, prognostiziert Wolfgang Gröting, Leiter des Fraunhofer-inHaus-Zentrums in Duisburg. Die Fraunhofer-Spezialisten entwickeln verschiedene smarte Sensorsysteme, die gesundheitsrelevante Informationen aus dem Umfeld von Personen körpernah sowie hochsensitiv auf Zell- und Molekülebene erfassen. So kann die Herzfrequenz beispielsweise durch Hautfarbenerkennung und Tracking mittels RGB-Kameras bestimmt werden. Dabei wird das Gesicht gescannt, jeder Herzschlag geht mit einer Farbveränderung zu helleren. 

Wearables messen EKG, pH-Wert und Temperatur

Ein anderer Weg sind so genannte »Wearables«, die direkt am Patienten getragen werden. »Im Bereich der Medizintechnik haben wir ganz andere Anforderungen an Sensorik als auf anderen Gebieten. Deshalb haben wir hier unter dem Schlagwort `smart patches´ besondere Lösungen entwickelt«, sagt Eike Kottkamp, Gründer und Geschäftsführer des Start-up-Unternehmens innoME in Essen. Hier kommt folienbasierte Sensorik zum Einsatz, die dünn, flexibel, bieg- und knickbar ist. Kombiniert werden dazu eine Art Pflaster, das direkt auf der Haut befestigt wird, mit tragbarer Computertechnologie.

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Messwerte sind unter anderem. Temperatur, EMG oder EKG, Druck, Leitfähigkeit, bestimmte Ionenkonzentrationen oder der pH-Wert. Herzstück ist ein kleiner Microcontroller, dazu kommen Datenübertragung (per Bluetooth oder RFID), Messtechnik, Energieversorgung und eine Verdrahtung aller Komponenten. Darüber hinaus werden ein Gehäuse sowie eine hautverträgliche Klebung benötigt. An der Unterseite davon muss zudem der Sensor angebracht sein. Dieser ist mit einer Leitungsführung durch die Klebeschicht und einer Andrückhilfe ausgestattet, damit er sich nicht ablöst.

Klein, kleiner, Smart Patch

Das alles sollte extrem klein und flach sein, gut auf der Haut liegen, sich nicht kalt anfühlen und sogar mehrfaches Duschen aushalten und am Ende der Nutzung einfach und rückstandslos sich entfernen lassen. »Ein Smart Patch ist also ein wirklich komplexes System«, so Kottkamp.

Erste Anwendungsfälle sind Dekubitus sowie Dehydration, die auch  bei Demenzkranken eine große Rolle spielt. Deshalb kümmert sich das Start-up essentim im Network KMU4DEMENTIA mit fünf Partnern intensiv um das Projekt »Monitoring der Flüssigaufnahme von Patienten mit Demenz«. Mit fortschreitendem Alter nimmt die Neigung zur Flüssigkeitsaufnahme grundsätzlich ab, bei Demenz wird zudem das Trinken einfach vergessen – im Ergebnis wird zu wenig oder zu viel getrunken.

Hintergrund: Compamed Innovationsforum 2020

Das traditionell von der Messe Düsseldorf und dem IVAM Fachverband für Mikrotechnik gemeinsam organisierte Compamed Innovationsforum wurde im Juli auf Grund der Corona-Pandemie erstmals als dreiteilige digitale Veranstaltungsreihe durchgeführt. Die Marktplattform der Medizintechnik-Zulieferer widmete sich in diesem Jahr unter anderem den Smart Patches sowie Hightech-Unterstützung für Demenzpatienten. Die Compamed 2020 findet in vom 16. – 19. November 2020 in Düsseldorf statt. (Stand 12. August 2020). (me)

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