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 Einfacher Schieltest mit neu entwickelter Strabismus-Video-Brille
19.07.2017 | UniversitätsSpital Zürich

nachricht Kunstherz auf dem Prüfstand
13.07.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten