Wearables
Ultraschallwandler überwachen kontinuierliche Blasenspülung
Fraunhofer-Forscher entwickeln miniaturisierte Ultraschallsysteme für die Medizintechnik
Blut im Urin ist nach operativen Eingriffen an den Harnwegen jedweder Art ein häufiges Symptom. Die kontinuierliche Dauerspülung der Blase wird standardmäßig nach Operationen an Blase, Prostata oder Nieren angewendet, um Komplikationen durch Blutgerinnsel zu vermeiden. Gerinnt das Blut, ist das Risiko hoch, dass ein Blutpfropf die Blase ausfüllen kann, wodurch häufig eine weitere (vermeidbare) Operation notwendig wird. Eine ständige Überwachung der Blasenspülung ist jedoch im klinischen Alltag nicht zu leisten. Das System »VisIMon« vom Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT, Sulzbach/Saar, soll das ändern.
Ein interdisziplinäres Team aus Wissenschaftlern, Ärzten und Industrie entwickelt dafür seit Ende 2017 ein kleines, am Körper getragenes Modul, das den Spülvorgang mit Hilfe unterschiedlicher Senso¬ren überwacht und sich nahtlos an den als Standard etablierten Vorgang anlehnt. Moderne Kommunikationstechnologie ermögliche es, neue Konzepte zu entwickeln - wie zum Beispiel Medizingeräte, die Daten automatisiert mit dem IT-Netz des Krankenhauses austauschen. Bei mehr als 200.000 Anwendungen im Jahr in Deutschland ist die Entwicklung nicht nur aus medizinischer, sondern auch aus wirtschaftlicher Sicht attraktiv.
Miniaturisiertes Ultraschallsystem im Einsatz für den Patienten
Im Rahmen des Verbundprojekts entwickeln die IBMT-Wissenschaftler ein miniaturisiertes Ultraschallsystem zur automatisierten Überwachung von Blasenspülungen. Das System besteht aus einem aufklebbaren Ultraschallwandler, der zusammen mit einer miniaturisierten Elektronik und automatisierten Auswertealgorithmen zur Überwachung der Blasenspülungen und der Detektion möglicher Blutungen eingesetzt werden soll. Für den Ultraschallwandler wurde eine patentierte IBMT-Technologie weiterentwickelt, sodass jetzt ein kompakter 32-elementiger Sensor zur Verfügung steht, der für das kontinuierliche postoperative Monitoring der Blase auf die Haut aufgeklebt werden kann.
Die neuentwickelte 32-kanalige Elektronik, auf der die Ultraschalldaten verarbeitet und ausgewertet werden, kann über mobile Endgeräte aus dem Consumer-Bereich (bspw. ein Tablet) angesteuert werden. Bei dem gewählten Systemkonzept wird ein Großteil der Datenverarbeitung - wie zum Beispiel die Rekonstruktion der gemessenen Signale zu Querschnittsbildern der Blase - auf dem Tablet durchgeführt. Das Konzept führe nicht nur zu niedrigeren Kosten, man profitiert auch von der fortlaufend verbesserten Leistungsfähigkeit neuer Endanwendergeräte. Die »VisIMon«-Software ist zudem darauf ausgelegt, Daten unterschiedlicher Patientensysteme zusammen mit weiteren Parametern an zentrale Recheneinheiten weiterzuleiten, um die nach einem operativen Eingriff unerlässliche kontinuierliche Überwachung der Blasenspülung auch bei einer angespannten Personalsituation zu gewährleisten.
Potenzial für weitere Anwendungsszenarien
Das im Rahmen des Projekts entwickelte Konzept einer kostengünstigen Ultraschall-Hardware, lässt sich auch auf andere Fragestellungen und Anwendungen übertragen. Besonders naheliegend ist die Nutzung als Monitoring-System bei Inkontinenz. Ein aufgeklebter Ultraschallwandler könnte den Blasenfüllstand konstant überwachen und über eine miniaturisierte Elektronik Signale an ein mobiles Endanwendergerät senden, um sie dort nach automatisierter Analyse in Handlungsempfehlungen zu übersetzen.
Zusammen mit den offenen Schnittstellen und dem Zugriff auf alle Datentypen kann das System außerdem als Low-cost-Ultraschallforschungssystem eingesetzt werden. Darüber hinaus sei im klassischen medizinisch-diagnostischen Bereich eine Anwendung als kostengünstiges Bildgebungssystem denkbar, beispielsweise für Gegenden, die unter einer ärztlichen Unterversorgung leiden. (me)
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