Imec/TNO Wegwerfpflaster für die Messung von Vitalparametern

Wegwerfbares Pflaster zur Messung von drei Vitalparametern.
Wegwerfbares Pflaster zur Messung von drei Vitalparametern.

Das belgische Forschungszentrum Imec und TNO (niederländische Organisation für angewandte Forschung) haben auf der CES 2019 die jüngste Version eines Gesundheitspflasters vorgestellt, das Vitaldaten über einen langen Zeitraum messen kann.

Das vom Imec und TNO entwickelte Gesundheitspflaster zeichnet sich durch einen hohen Komfort und eine lange Akkulaufzeit aus. Darüber hinaus kann es auch zu einem Bruchteil der Kosten früherer Generationen hergestellt werden und ist somit eine benutzerfreundliche Einweglösung für die ambulante Patientenüberwachung. Bernard Grundlehner, Systemarchitekt - Connected Health Solutions beim Imec, kommentiert: »Eine entscheidende technologische Verbesserung bei der neuen Generation von Gesundheitspflastern besteht in der Integration von vielen Sensorfunktionen in unser MUSEIC V3 SoC. Dadurch ist das Pflaster fast um eine Größenordnung günstiger, während es durch den hohen Integrationsgrad auch noch deutlich energieeffizienter ist. Dank der erheblichen Kostensenkung können diese Pflaster nun als Einweglösung verwendet werden, ein wichtiger Vorteil in der medizinischen Versorgung.«

Das Pflaster besteht aus einer Mischung aus hautfreundlichen und biokompatiblen Materialien. Das Basissubstrat ist ein sehr dünnes, flexibles und elastisches TPU-Material (thermoplastisches Urethan). Der Großteil der elektronischen Funktionalität ist gedruckte Elektronik, integrierte Trockenelektroden sorgen für eine stabile und hochwertige elektrische Verbindung zum Körper. Ein komfortabler Silikonkleber wird verwendet, um eine langfristige Haftung bei hohem Komfort zu gewährleisten. »Das neue Gesundheitspflaster ist absolut wasserdicht, bietet maximalen Benutzerkomfort und kann bis zu sieben Tage lang getragen werden, bevor es ausgetauscht werden muss«, erklärt Prof. Jeroen van den Brand, Programmdirektor gedruckte Elektronik beim TNO.

Um den ökologischen Fußabdruck des Einwegpflasters zu begrenzen, haben die Imec-Forscher gemeinsam mit Maxell eine umweltfreundliche Batterie entwickelt, die keine giftigen Substanzen enthält. Darüber hinaus verbessert das MUSEIC V3 SoC dank seiner energiesparenden Signalerfassung die Gesamtenergieeffizienz. Während konkurrierende Ansätze typischerweise eine Akkulaufzeit von 3 bis 4 Tagen erreichen, kommt das imec-System auf über 7 Tage, in vielen Fällen sogar länger, je nach Konfiguration.

Im Vergleich zur Vorgängervariante misst das neue Pflaster jetzt auch die Blutsauerstoffsättigung (SpO2). Sie gilt als wichtiger Vitalparameter für die Beurteilung der Gesundheit des Patienten, da ein niedriger Sauerstoffgehalt im Blut auf eine Hypoxämie hinweisen kann, die - unbehandelt - die Organfunktionen beeinträchtigen und sogar zu Atem- oder Herzstillstand führen kann. Das Pflaster beinhaltet auch einen Beschleunigungssensor zur Überwachung der körperlichen Aktivität, einen EKG-Herzaktivitäts-Tracker und eine bioelektrische Impedanzüberwachung.

»Traditionell wird die Sauerstoffsättigung im Blut mit einem separaten System gemessen, das am Finger befestigt ist. Dies ist für den Alltag aber nicht sehr praktisch, deshalb haben wir eine neue Technik entwickelt, die diese Messung mit einem Brustpflaster mittels reflektierender Photoplethysmographie durchführt. Durch die Erweiterung unserer tragbaren Lösung um diese Sensorfunktion sind wir nun in der Lage, drei wesentliche Vitalparameter - Herzfrequenz, Atemfrequenz und Sauerstoffsättigung im Blut - mit einem einzigen, komfortablen Brustpflaster zu messen«, betont Bernard Grundlehner abschließend.