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Fernüberwachung von Patienten

NFC-Funkpflaster überwacht Biosignale

3. Juli 2017, 8:31 Uhr | Daniel Torres

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Wearables stellen hohe technische Anforderungen

Das Entwickeln von tragbaren Überwachungsgeräten für den häuslichen Bereich ist allerdings nicht trivial. Schließlich müssen die Wearables zuverlässig und mit hoher Genauigkeit lebenswichtige Parameter erfassen. Gleichzeitig müssen sie sehr kompakt sein, dürfen nur wenig Strom aufnehmen, um lange autark zu funktionieren, und müssen sich leicht bedienen lassen. Letztlich spielt auch der Preis der Geräte eine wichtige Rolle.
Mittlerweile sind ausreichend kleine und günstige Mikroprozessoren und Sensoren erhältlich, die die hohen Anforderungen erfüllen. Spezielle Wearable-Entwicklungsplattformen bieten Medizintechnikunternehmen zudem die Möglichkeit, von diesem Trend zur häuslichen Vitalzeichen-Überwachung zu profitieren.
Ein solches Wearable-Referenzdesign ist der »Multi-Parameter Bio-Signal-Monitor« (MPBSM). Er eignet sich als Subsystem für häusliche Patientenüberwachungssysteme (Bild 1). Elektrokardiogramm (EKG), Herzfrequenz, Atemfrequenz, Hauttemperatur, galvanische Hautreaktion (GHR) und Schrittzahl sind die Biosignale, die das MPBSM erfassen kann.

Flexibles Substrat passt sich der Haut an

Das MPBSM-Referenzdesign wird zum Segment der Wearable-Technologie gerechnet. Texas Instruments hat es auf Basis flexibler Substrate entwickelt, damit es sich dem menschlichen Körper anpassen kann. Das Entwicklungssystem löst die bei den derzeit verfügbaren Wearables noch bestehenden Probleme. Es wird mit hautfreundlichem Klebeband an der Brust diagonal über dem Herzen befestigt.
Die Daten der Biosignal-Sensoren werden mithilfe der NFC-Technik (Near Field Communication) drahtlos an ein Smartphone übertragen, das als Gateway für die Selbstüberwachung durch den Patienten dient und eine Fernkontrolle der Biosignale durch das Fachpersonal ermöglicht.
Das Einwegkonzept der Entwicklung trägt zur Patientensicherheit bei, denn es verhindert eine mögliche Infektion mit Keimen aus dem Krankenhaus, die bei der Mehrfachnutzung medizinischer Geräte nicht auszuschließen ist. Untersuchungen haben gezeigt, dass viele wiederverwendbare medizinische Ausrüstungen wie EKG-Ableitungen mit Antibiotika-resistenten Krankheitserregern kontaminiert sind, die sich mit gängigen Desinfektionsmaßnahmen nicht ohne Weiteres beseitigen lassen. Die Bauform des MPBSM erlaubt im Gegensatz zu den meisten wiederverwendbaren Wearable-Lösungen einen näheren Kontakt zur Haut. Mit dem MPBSM lassen sich daher präzisere Daten erfassen. Nicht zuletzt kann das Pflaster an Stellen des Körpers angebracht werden, an denen sich bewegungsbedingte Störungen auf ein Minimum beschränken.
Da das als Machbarkeitsstudie konzipierte MPBSM für die Befestigung auf der menschlichen Haut konzipiert ist, muss es sowohl haltbar als auch flexibel sein. Sämtliche elektronischen Bauteile des MPBSM-Referenzdesigns befinden sich an der Oberseite des Systems – mit Ausnahme der Elektroden der GHR- und EKG-Subsysteme, die an der Unterseite angebracht sind (Bild 2). Die Elektroden sind vergoldet, um Oxidation zu vermeiden und die Leitfähigkeit zu verbessern.