Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Tarnkappe für Hörgeräte und Implantate

03.02.2014
Mikrosysteme sind das Herzstück von tragbaren Hörgeräten oder Implantaten. Forscher entwickeln ein miniaturisiertes und energiesparendes Funkmikrosystem, das solche Medizinprodukte kleiner, komfortabler und effizienter macht.

Vogelgezwitscher im Garten lauschen, sich mit Freunden und Bekannten unterhalten: Für Menschen mit beeinträchtigtem Hörvermögen ist das nicht selbstverständlich. Sie nehmen insbesondere höhere Töne nicht mehr wahr und haben Schwierigkeiten, Gesprächen zu folgen.


Insgesamt 19 Bauteile (linke Seite) packen die Forscher von Fraunhofer in ihr Mikrosystem (rechte Seite). Miniatur-Antennen, integrierte Schaltkreise und Hochfrequenzfilter finden auf 4x4x1 Kubikmillimetern Platz.
© Fraunhofer IZM

Laut der Weltgesundheitsorganisation WHO gehört Schwerhörigkeit in den Industrienationen zu den sechs häufigsten Erkrankungen. In Deutschland muss etwa jeder fünfte Bundesbürger über 14 Jahren wegen Schwerhörigkeit behandelt werden. Oftmals bringt nur ein Hörgerät die verlorenen Töne zurück und macht es möglich, wieder ein normales Alltagsleben zu führen. Meist wird das Gerät hinter dem Ohr getragen. Einige Ausführungen lassen sich sogar direkt ins Ohr einsetzen.

Fraunhofer-Forscher entwickeln im EU-Projekt WiserBAN ein neues Mikrosystem. Es soll Hörgeräte künftig so klein machen, dass sie völlig unsichtbar im Ohr verschwinden. Auch für Implantate, Herzschrittmacher oder Insulinpumpen ist die Technologie geeignet. Das System kommt dabei mit einem Bruchteil der Energie aus, die herkömmliche Geräte verbrauchen. Lästige Batteriewechsel werden so auf ein Minimum reduziert.

»Im Idealfall sollte der Patient über einen längeren Zeitraum gar nicht mehr daran denken, dass er ein Hörgerät trägt«, so Dr. Dionysios Manessis vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin.

19 Bauteile verpackt in einem Mikropaket

Mit nur 4x4x1 Kubikmillimetern ist das neue Mikrosystem fünfzigmal kleiner als aktuelle Modelle für BAN-Anwendungen (Body Area Network) – Elektronik, die direkt am Körper getragen wird. Um das zu erreichen, haben die Projektpartner zunächst besonders kleine Bauteile entwickelt, etwa neuartige Miniatur-Antennen, integrierte Schaltkreise oder Hochfrequenzfilter. Die Forscher des IZM sind dafür zuständig, alle verwendeten Bauteile – insgesamt 19 Stück – platzsparend auf einem Modul unterzubringen.

»Das ist eine echte Herausforderung, da die Komponenten alle unterschiedlich groß und dick sind. Mit Hilfe unterschiedlichster Einbetttechnologien ist es uns jedoch gelungen, alle Bauteile auf kleinstem Raum zu verstauen – wie in einem Paket«, erklärt Manessis. Von außen betrachtet ist von den Einzelbauteilen nichts mehr zu sehen. Doch das ist noch nicht alles: Die Berliner »Verpackungskünstler« haben ein modulares 3D-Stapelkonzept entworfen, mit dem sich zusätzlicher Platz einsparen lässt. Das bedeutet, sie integrieren die Bauteile in mehreren kleineren Modulen und stapeln diese dann übereinander.

Darüber hinaus entwickeln die Projektpartner spezielle Antennen und Funkprotokolle. Diese übermitteln wichtige Parameter – etwa Puls, Blutdruck oder Glukosewerte – direkt an das Tablet oder Smartphone des behandelnden Arztes. Dabei kommt das WiserBAN-Funksystem ohne eine Relay-Station aus – ein zusätzliches Gerät, das der Patient bisher am Körper tragen muss, um die Kommunikationsreichweite zu erhöhen. Ein weiterer Vorteil: Die im Projekt entwickelten Funkprotokolle basieren auf den wenig störanfälligen Standards IEEE 802.15.4 und 802.15.6. Bei herkömmlichen Geräten erfolgt die Kom- munikation meist über Bluetooth, wo es oft zu Interferenzen mit anderen Geräten kommt.

Auch das Energiemanagement wollen die Projektpartner optimieren: Im Fall von Hörgeräten, die hinter dem Ohr getragen werden, kommt der Strom von einer 180mAh-Batterie (Milliamperestunden). Sie muss nach rund zwei Wochen gewechselt oder wiederaufgeladen werden. Ziel ist es, den Energieverbrauch des Systems auf cirka ein Milliwatt (mW) zu minimieren und so eine Betriebsdauer von bis zu 20 Wochen zu erreichen.

Auf Basis der neuen Technologie sollen künftig komfortablere und zuverlässigere Produkte für die Gesundheitsfürsorge entstehen – vom Langzeit-EKG bis hin zur Insulinpumpe. Aber auch bei Implantaten und Herzschrittmachern könnte das Mikrosystem zum Einsatz kommen.

Dr. Dionysios Manessis | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2014/Februar/tarnkappe-fuer-hoergeraete.html

Weitere Berichte zu: Bauteile Hörgerät IZM Implantat Modul Ohr Schwerhörigkeit digitale Tarnkappe

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Ein Quantensprung in der Herzdiagnostik
22.09.2017 | Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum - Herz- und Diabeteszentrum NRW Bad Oeynhausen

nachricht Bypass – Lebensbrücke für das Herz; keine Angst vor der Herz-Operation
21.09.2017 | Deutsche Gesellschaft für Thorax-, Herz- und Gefäßchirurgie e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie