Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

SENSOR+TEST 2015: Wundschutz: Druckmessstrumpf für Diabetiker

05.05.2015

Diabetiker haben häufig kein Empfinden in den Füßen, sie registrieren Druck- und Temperatursignale nicht. Die Folge: Unbemerkt entstehen Wunden, die sich zu Geschwüren auswachsen. Vielen Diabetes-Patienten müssen Zehen und Füße amputiert werden. Ein neuartiger Messstrumpf von Fraunhofer-Forschern soll künftig vor Wunden schützen. Das integrierte Sensorsystem warnt bei zu hoher Druckbelastung. Der Prototyp des Druckmessstrumpfs wird vom 19. bis 21. Mai auf der Messe SENSOR+TEST vorgestellt.

Patienten mit Diabetes leiden an den Füßen oftmals an Nerven- und Durchblutungsstörungen, ihr Schmerzempfinden ist herabgesetzt. Sie spüren im wahrsten Sinne des Wortes nicht, wenn sie der Schuh drückt.


Druckmessstrumpf mit integrierten Elastomersensoren.

© Fraunhofer ISC

Bei gesunden Menschen sorgen die Nervenbahnen bei längerem Stehen dafür, dass sich das Gewicht automatisch von einem Fuß auf den anderen verlagert. Diabetiker merken hingegen nicht, dass ihre Zehen, Fersen oder Ballen zu stark belastet werden.

Der Fuß wird nicht entlastet, unbemerkt können Druckgeschwüre entstehen. Schon kleine unebene Stellen oder der Druck des Schuhs auf den Fuß können zu offenen Wunden oder Schädigungen am Gewebe führen.

Sensoren im Strumpf messen den Druck dreidimensional

Damit sich schlecht heilende Wunden gar nicht erst bilden, haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg mit Unterstützung von Industriepartnern und Kollegen des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen einen Spezial-Strumpf mit integrierten Sensoren entwickelt. Insgesamt 40 sehr dünne, dielektrische Elastomersensoren messen die Druckbelastung und -verteilung bei Diabetes-Patienten und übernehmen so die Funktion der Nerven.

»Bisherige Systeme sind als Einlegesohlen auf dem Markt und messen nur die Druckverteilung an der Unterseite des Fußes. Unsere Sensoren sind an der Strumpfsohle, der Ferse, dem Fußspann und dem Knöchel angebracht und zeichnen die Signale daher dreidimensional auf. Das gibt es bislang noch nicht«, erläutert Dr. Bernhard Brunner, Wissenschaftler am ISC. Da sich das Messsystem kostengünstig in Serie herstellen lässt, soll es nicht mehr als 250 Euro kosten.

Elektronik überträgt Daten aufs Smartphone

Die Sensoren bestehen aus einer stark dehnbaren, weichen Elastomerfolie aus Silikon, die sich gut in Textilien integrieren lässt. Die Folie ist beidseitig mit hochflexiblen Elektroden aus Graphit oder Ruß beschichtet. Verformt sich die Folie durch Druck oder Dehnung, verringert sich ihre Dicke. Gleichzeitig vergrößert sich dabei die Fläche. Das Resultat: Die elektrische Kapazität erhöht sich mit dem Druck. Diesen Effekt können die ISC-Forscher messen.

Steht der Patient beispielsweise längere Zeit auf einer Stelle, erhöht sich der Druck. Dies erkennen die Sensoren und schicken das Messsignal über einen leitfähigen Faden an eine drahtlose Elektronik, die aus einem ASIC-Chip – kurz für ApplicationSpecific Integrated Circuit – und einem Controller besteht. Entwickelt wurde sie von Forschern des IIS.

»Sie ist so gestaltet, dass bis zu 40 kapazitive Sensoren in einem sehr breiten Wertebereich mit hoher Auflösung erfasst werden können«, erläutert Johann Hauer, der zuständige Projektleiter am IIS. Der ASIC nimmt die Messdaten auf und der Controller sendet diese per Funk an ein Smartphone oder Tablet, das dem Diabetes-Patienten anzeigt, ob er seine Fußhaltung oder Belastung ändern soll.

»Beim derzeitigen Prototyp ist die Elektronik noch am Strumpfende befestigt. Geplant ist, sie in einem kleinen, knopfgroßen Gehäuse unterzubringen, das sich etwa durch einen Klettverschluss abnehmen lässt. Dies ist unumgänglich, solange für die Elektronik keine zuverlässige Reinigungsmethode entwickelt wurde«, sagt Brunner. Die Sensorik hingegen muss beständig gegen Wasser und Waschmittel sein. »Erste Tests zur Waschbarkeit sind geplant. Das Säubern in Desinfektionsmitteln ist kein Problem«, so der Forscher.

Die Sensorik ist von zwei Lagen Stoff umgeben, was den An- und Ausziehkomfort des Strumpfs erhöht. Sie wird durch Nähen oder Kleben in das Textil eingebracht. Die Socke selbst besteht aus einem Mischgewebe aus Baumwolle und Kunstfaser. Das Material ist atmungsaktiv, feuchteregulierend und zeichnet sich durch einen hohen Tragekomfort aus.

»Dies ist wichtig, schließlich sollen Betroffene den Strumpf täglich tragen können«, beschreibt Brunner die Anforderungen an das Textil. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig: Beispielsweise eignet es sich auch für den Einsatz im Fitnessbereich. Jogger etwa könnten mit dem Strumpf mit integrierter Sensorik Laufstil und Fußhaltung kontrollieren. Die Forscher haben den Druckmessstrumpf bereits zum Patent angemeldet. Den Prototyp des Systems präsentieren sie vom 19. bis 21. Mai auf der Messe SENSOR+TEST in Nürnberg (Halle 12, Stand 537).

Weitere Informationen:

http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2015/mai/wundschutz-druck... Per Klick auf diesen Link gelangen Sie zum Ansprechpartner

Marie-Luise Righi | Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2015/mai/wundschutz-druckmessstrumpf-fuer-diabetiker.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht EMAG auf der EMO: Elektrische Antriebssysteme und die „Smart Factory“ stehen im Fokus
05.07.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

nachricht Biophotonische Innovationen auf der LASER World of PHOTONICS 2017
26.06.2017 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

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