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Hausbesuche aus der Ferne

Analoge Signalerfassung für die Telemedizin

1. April 2015, 11:29 Uhr | von Rick Zarr

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Mobiles EKG

Für eine eingehendere Herzüberwachung beispielsweise mit einem EKG-Gerät (in portabler Ausführung oder als Wearable-Produkt) müssen direkt am Patienten Elektroden angebracht werden. Diese fangen die schwachen elektrischen Signale auf, mit denen die Herzmuskeln aktiviert werden. Wegen dieser direkten Verbindung zum Patienten muss das Design strombegrenzende Widerstände enthalten, damit durch Fehler in der Schaltung oder falsche Anwendung nicht die Gefahr besteht, dass der Patienten einen elektrischen Schlag bekommt. Solche Serienwiderstände verursachen aber zusätzliches Rauschen auf den ohnehin schon schwachen Signalen, sodass ein äußerst rauscharmes AFE erforderlich ist. Darüber hinaus müssen alle Kanäle gleichzeitig erfasst werden, damit die Phasenbeziehung zwischen den Eingängen nicht verlorengeht. Außerdem sind Verstärker für die von zwölfkanaligen EKG-Geräten geforderten mittleren Ableitungen nach Wilson oder Goldberger nötig. EKGs können durch Demodulation der Signale außerdem Aufschlüsse über die Atmung liefern, was zusätzlichen Schaltungsaufwand verursacht.

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Auch hier ist Integration die Lösung, um Kosten und Platzbedarf in Grenzen zu halten. Bausteine wie der »ADS1298R« (Bild 2) enthalten acht Kanäle mit der nötigen Flexibilität zur Implementierung kostengünstiger, vernetzter 12-kanaliger EKG-Geräte. Ebenso wie das Pulsoximeter würde auch ein solches Gerät einen Mikroprozessor und irgendeine Art von Konnektivität erfordern, damit der Patient oder eine Hilfsperson von der eigenen Wohnung aus (nach einer gewissen Einarbeitung) Verbindung mit dem woanders befindlichen Arzt aufnehmen kann.

Zur Aufzeichnung von Daten über Anomalien, die nur gelegentlich auftreten, lassen sich Geräte dieser Art auch am Körper tragen. Sind solche Geräte mit BLE-Technik drahtlos ausgeführt, können sie beim Auftreten des betreffenden Phänomens eine direkte Meldung an den Arzt versenden, sodass sich die betreffenden Umstände besser verstehen lassen.

Blick in die Zukunft

Die gesundheitliche Versorgung zu Hause und die Telemedizin sollen über die gesamten nächsten zehn Jahre hinweg wachsen. In einem Report von InMedical findet sich die Prognose, dass bis 2018 insgesamt 7 Millionen Patienten weltweit Telemedizin nutzen werden; 2013 waren es dieser Studie zufolge 350 000. Dieser Zuwachs wird sich noch verstärken, wenn die Technik zur Realisierung winziger Lab-on-a-Chip-Lösungen so kosteneffektiv wird, dass noch mehr Untersuchungen (z.B. Urinanalysen und andere Tests), zu denen man sich jetzt noch in eine medizinische Einrichtung begeben muss, sch künftig dezentral durchführen lassen. In den USA dürften es die geburtenstarken Jahrgänge in der Zukunft vorziehen, auch im Alter in ihren eigenen vier Wänden zu bleiben und diese Technik für mehr Lebensqualität zu nutzen.

Mit Sensoren unter der Matratze lassen sich beispielsweise die Atemfrequenz und das Schlafmuster erfassen. Ärzte, aber auch Familienmitglieder können sich anhand dieser Informationen aus der Ferne über den Gesundheitszustand und das Wohlbefinden ihrer Angehörigen informieren. Am Handgelenk tragbare Überwachungsgeräte könnten außerdem fortlaufend kritische Vitalzeichen an den zuständigen Arzt übermitteln und den betreffenden Personen damit ein eigenständiges Leben ermöglichen.