Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Armband revolutioniert die Blutdruckmessung

12.06.2013
Die Folgen von Bluthochdruck gehören weltweit zu den häufigsten Todesursachen.

Trotzdem misst gemäss Weltgesundheitsorganisation WHO nicht einmal jede(r) zweite Betroffene regelmässig den Blutdruck. Das liegt vor allem daran, dass regelmässige Messungen aufwändig sind. Ein neuartiger Sensor fürs Handgelenk soll das nun ändern.


Erste Prototypen der «Blutdruck-Uhr» mit dem Empa-Band aus piezo-resistiven Fasern.
Quelle: Empa


Die Fasern für die Messung des Anpressdrucks werden an der Empa hergestellt. Durch die einzelnen Fasern fliesst ein konstanter Strom; dehnen sich die Fasern, ändert sich ihr elektrischer Widerstand. Quelle: Empa

Blutdruckmessungen und -überwachungen sind für Patienten eine mühselige Angelegenheit. Eine Manschette, die über mehrere Stunden alle 15 Minuten aktiv wird und den Oberarm komprimiert, ein störendes Messgerät am Körper, allenfalls sogar eine invasive Überwachung, bei der ein Katheter in die Arterie eingeführt wird, sind die Regel. Kein Wunder vermeiden die Betroffenen diese Prozedur, falls irgendwie möglich.

Ein neuer Sensor, kaum grösser als eine Armbanduhr, soll bald eine angenehmere Methode der Blutdruckmessung bieten. Die Firma STBL Medical Research AG (STBL) entwickelte ein Gerät, das bequem am Handgelenk getragen werden kann und den Blutdruck kontinuierlich aufzeichnet – ganz ohne Druckmanschette oder blutigen Eingriff. Gemessen wird, indem an der Hautoberfläche in Handgelenksnähe mit mehreren Sensoren gleichzeitig Anpressdruck, Puls und Blutdurchfluss gemessen wird. Michael Tschudin, Mitgründer von STBL, sieht grosses Potenzial: «Das Messgerät kann für medizinische Zwecke eingesetzt werden, etwa zur Vorsorge bei Risikopatienten oder zur Behandlung von Bluthochdruck, aber auch als Blutdruck- und Pulsmesser für Freizeitaktivitäten, Sport sowie zur Formstandüberwachung im Spitzensport.»

Empa-Sensor erhöht Messgenauigkeit enorm

Die Ingenieure hatten mit der neuen Technologie vor allem ein Hindernis zu meistern: Der Gerätedruck auf die Haut wechselt ständig, weshalb hoch sensible Korrekturmessungen notwendig werden. Für dieses Problem suchte die Abteilung Hochleistungskeramik der Empa im Rahmen eines KTI-Projektes eine passende Lösung. Ein Sensor aus piezo-resistiven Fasern im Armband misst den Anpressdruck des Gerätes auf der Haut. Verändert sich die Signalstärke durch Verrutschen oder durch Muskelanspannung, könnte dies zu Fehlmessungen führen. Genau diese Veränderungen registriert der Empa-Sensor – und dementsprechend können die Messwerte korrigiert werden. Die Faser ist elektrisch leitend, erkennt eine Verschiebung oder Druckveränderung, wandelt sie in ein elektrisches Signal um und leitet dieses an das Messgerät weiter. Damit gelingt es, die Messgenauigkeit der «Blutdruck-Uhr» um mehr als 70 Prozent zu steigern.

«Vor vier Jahren haben wir den ersten Prototypen hergestellt», so Doktor Frank Clemens von der Empa-Abteilung «Hochleistungskeramik». Mittlerweilen haben entsprechende Tests die Funktionsfähigkeit der Sensoren bestätigt. Die Empa arbeitet nun mit Hochdruck daran, den Piezo-Sensor so in das Gerät zu integrieren, dass es nicht nur optisch ansprechender wird, er sollte sich auch einfach und ohne viel Aufwand einbauen lassen. Etwa durch Einkleben, Einlaminieren oder Einweben.

Nothelfer am Handgelenk

Der Markt für ein solches Gerät ist immens. Kardiovaskuläre Krankheiten gelten als die häufigste Todesursache weltweit. Mehr als eine Milliarde Menschen müssten täglich ihren Blutdruck messen, um mögliche Folgen ihrer Hypertonie zu vermeiden. Jährlich werden daher etwa 60 bis 70 Millionen Messgeräte verkauft, die jedoch keine kontinuierliche Messung erlauben. Eine permanente Messung könnte dagegen zusätzliche Sicherheiten bieten; gerade bei der Möglichkeit eines bevorstehenden Herz- oder Hirninfarkts könnte das System rechtzeitig Alarmsignale geben. Denn: Einem Herzinfarkt wie auch einem Hirnschlag geht eine erhöhte Stosswelle voraus, die das System erfasst und auswertet. Damit wären Notfallmassnahmen möglich, bevor Schlimmeres passiert. Um die Treffsicherheit bei solchen Ereignissen stetig zu verbessern sind weitere Testserien an Menschen geplant.

Die permanente Messung bietet aber noch weitere Vorteile, wie Professor Thomas Lüscher, Direktor der Klinik für Kardiologie am Universitätsspital Zürich und Mitgründer der STBL, erklärt: «Damit haben wir die Möglichkeit, den Blutdruck im natürlichen Umfeld der Patienten zu erfassen. Der Patient wird in seiner Bewegungsfreiheit nicht eingeschränkt.» Der «Weisskittelhochdruck», also die Nervosität des Patienten beim Arzt, die Messungen verfälschen kann, fällt bei der neuen Methode weg.

Günstiger, einfacher, komfortabler

Zurzeit laufen klinische Tests. Bereits wurden erste Messungen parallel zu einem Eingriff – mit viel versprechenden Ergebnissen - durchgeführt. Das Produkt soll vorerst in zwei Varianten ausgeliefert werden: ein medizinisches Überwachungsgerät und eine «abgespeckte» Variante als Freizeitgerät für Sportler oder Jedermann. «Der Sensor wird günstiger sein als die bisherigen 24-Stunden-Messgeräte, wie sie zurzeit in Spitälern verwendet werden», bestätigt Tschudin. Solche Geräte kosten bis zu 6‘000 Franken, die «Blutdruck-Uhr» rund zehnmal weniger.

Cornelia Zogg | EMPA
Weitere Informationen:
http://www.empa.ch/plugin/template/empa/3/137217/---/l=1

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Auf die richtige Verbindung kommt es an: Tiefe Hirnstimulation bei Parkinsonpatienten individuell anpassen
22.06.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

nachricht Forschungsprojekt BabyLux: Neues Messinstrument schützt Frühgeborene vor Gehirnschädigungen
12.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften