Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Intelligente Schuheinlage schützt Diabetiker-Füße

15.09.2014

Mediziner der Magdeburger Universitätsklinik für Nieren- und Hochdruckkrankheiten, Diabetologie und Endokrinologie haben zusammen mit den Firmen ifak System und OrthoFit Schuhtechnik GmbH in Magdeburg eine „intelligente Einlegesohle“ entwickelt. Sie soll künftig langjährige Diabetiker vor schlecht heilenden Fußwunden und Amputationen bewahren.

Das Fühlen ist eine oft unterschätzte Sinnesleistung des Menschen. Es entzieht sich meist der bewussten Wahrnehmung. Wer beispielsweise zu lange an einer Stelle steht, wechselt ganz automatisch die Hauptbelastung von einem Fuß auf den anderen.


Sensor-Sohle mit integrierter Elektronik

Foto: ifak system GmbH

Ähnliches geschieht im Sitzen und im Liegen. So vermeidet der Körper Druckdauerbelastungen, die zu Gewebeschäden bis hin zu offenen Wunden führen können. Zur Wahrnehmung der Dauerdruckbelastung dient das Warnsystem der peripheren Nervenbahnen, die in der Hautoberfläche enden. Sie führen bis in die kleine Zehenspitze und sorgen außerdem dafür, dass Menschen sensibel auf Berührungen (Kitzeln) reagieren.

Chronische Krankheiten wie der Diabetes mellitus führen mit den Jahren zu immer mehr Unterbrechungen der peripheren Nervenbahnen. Die mikroskopisch kleinen Zuckerkristalle schädigen die feinen Nervenbahnen und lassen sie absterben. „Dadurch können Druck- und Temperatursignale nicht mehr von der Haut bis in das Gehirn und zurück übertragen werden“, sagt Prof. Dr. Peter Mertens, Direktor der Magdeburger Universitätsklinik für Nieren- und Hochdruckkrankheiten, Diabetologie und Endokrinologie. „Nach durchschnittlich einem Jahrzehnt treten bei etwa der Hälfte der Diabetiker derartige periphere Nervenschäden auf.“

Die Betroffenen merken beim Stehen oder Gehen nicht, dass sie Fußzehen, die Ferse oder einen anderen Teil des Fußes zu stark belasten. Deshalb entlasten sie den Fuß oft nicht oder viel zu spät. Im schlimmsten Fall entsteht so ein tiefes Geschwür, ohne dass der Patient es spürt. Ein Sandkorn oder eine kleine Unebenheit im Schuh, die einige Stunden unbemerkt bleiben, können mitunter der Grund für schwerwiegende Gewebezerstörungen und offene Wunden sein. Hinzu kommt die meist schlechte Wundheilung bei langjährigen Diabetikern.

„Es braucht mitunter viele Monate intensiver Pflege und Klinikaufenthalte, bis ein Geschwür ausgeheilt ist. Und nicht immer gelingt es“, sagt Diabetologin Dr. Silke Klose, Oberärztin an der Universitätsklinik. Allein in Deutschland gibt es jährlich rund 45.000 Amputationen, weil die Diabetes-Folgen zu spät erkannt werden.

In der Orthopädieschuhtechnik wird dieses Patientenklientel bisher mit einer sogenannten diabetesadaptierten Fußbettung versorgt. Zur Konstruktion dieser speziellen Einlagen werden über dünne Meßsohlen die unter der Fußsohle enstehenden Druckverhältnisse „im Gang“ gemessen, was in der Diabetesversorgung Standard ist.
„Ziel ist eine individuell maßgefertigte, druckausgleichende Fußbettung“, so Orthopädie-Schuhmachermeister Volker Herbst von der Magdeburger Firma OrthoFit Schuhtechnik GmbH. Doch trotz bestmöglicher Versorgung mit orthopädieschuhtechnischen Hilfsmitteln und täglicher Fußkontrolle können Geschwüre entstehen.

Temperatursensoren in der Sohle sollen es besser machen

Anfang des 21. Jahrhunderts gab es erste Berichte von Forschern aus den USA, wonach regelmäßige Temperaturmessungen an den Füßen von Diabetikern Hinweise auf mögliche Gefahrenstellen für die Entstehung von Geschwüren liefern können. Schon sieben Tage vor der Ausbildung eines Geschwürs stieg die Temperatur an, im Schnitt um 4°C. Durch eine Entlastung des betroffenen Fußes war dann die Ausbildung eines Geschwürs vermeidbar.

Das war die Initialzündung für einen neuartigen technischen Ansatz, gemeinsam entwickelt von den Magdeburger Firmen ifak System und OrthoFit Schuhtechnik GmbH mit Medizinern der Magdeburger Universitätsklinik für Nieren- und Hochdruckkrankheiten, Diabetologie und Endokrinologie. „In diese neu konstruierte intelligente Einlegesohle wurden außer Drucksensoren zusätzlich auch acht Temperatursensoren in gefährdete Fußsohlenregionen integriert“, erklärt Dipl.-Ing. Fred Samland von der ifak system GmbH. Alle Sensormessungen werden von Computerchips in der Einlegesohle analysiert und per Funk-App auf ein Smartphone (muss beim Patienten vorhanden sein) übertragen.

„Das Display ist denkbar einfach gehalten, um Interpretationsfehler zu vermeiden“, so Dipl.-Ing. Thorsten Szczepanski, Geschäftsführer der ifak system GmbH. Im Prinzip funktioniert es wie eine Straßenampel. Grün signalisiert, alles ist noch im normalen Bereich. Gelb ist ein erster Hinweis, dass der Patient die Belastung ändern sollte. Im roten Bereich ertönt zusätzlich ein Warnton oder ein Vibrationsalarm.

„Bei roter Anzeige sollte die Fußbelastung verändert werden, damit die Gewebedurchblutung verbessert wird“, so Prof. Mertens. „Bei Anstieg der Fußtemperatur soll der Fuß ganz entlastet und auf ein beginnendes Geschwür hin durch den Patienten untersucht werden. Eine Vorstellung bei dem betreuenden Arzt wäre dann der nächste Schritt.“

Bislang haben die Forscher das neuartige Warnsystem an zwanzig Patienten im Stehen getestet. Dabei erwies sich die „intelligente Einlegesohle“ zu 95 Prozent als zuverlässig. Bereits nach 20 bis 30 Minuten signalisieren die Sensoren einen Temperaturabfall an der gefährdeten Stelle und fordern durch die gelbe Ampel zu einer Verhaltensänderung auf.

In den kommenden Monaten wollen die Magdeburger Wissenschaftler 30 neue Patienten mit einer peripheren Nervenbahnstörung und ebenso viele Vergleichspersonen ohne diese Schädigung in eine klinische Studie integrieren. 

Für die weitere Zukunft ist vorgesehen, dass Diabetes-Patienten die intelligente Einlegesohle auch mit nach Hause nehmen können. Das Ziel ist, auf diese Weise das Verhalten von Patienten mit Diabetes zur Vermeidung von Geschwüren zu trainieren.

Text: Uwe Seidenfaden

Ansprechpartner für Redaktionen:
Universitätsklinik für Nieren- und Hochdruckkrankheiten, Diabetologie und Endokrinologie Magdeburg
Prof. Dr. Peter Mertens (Sekretariat).
Tel: (0391) 6713236
E-Mail: nephrologie@med.ovgu.de

Uwe Seidenfaden | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Fraunhofer IGB wirkt bei Gestaltung des europäischen Fahrplans für Organ-on-a-Chip-Technologie mit
14.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

nachricht Entwicklung modernster Navigationssysteme für die Gefäßchirurgie
06.11.2017 | Universität zu Lübeck

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungen

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Seminar „Leichtbau im Automobil- und Maschinenbau“ im Haus der Technik Berlin am 16. - 17. Januar 2018

23.11.2017 | Seminare Workshops

Biohausbau-Unternehmen Baufritz erhält von „ Capital“ die Auszeichnung „Beste Ausbilder Deutschlands“

23.11.2017 | Unternehmensmeldung