Sensorik Ein Mikrofaser-Sensor, so dünn wie ein Haar

Anbieter zum Thema

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

Maxon Motor GmbH

ELMEKO GmbH + Co. KG

National University of Singapore

Ein Forschungsteam der National University of Singapore (NUS) hat einen weichen, flexiblen und dehnbaren Mikrofaser-Sensor für die Echtzeitüberwachung und Diagnose im Gesundheitswesen entwickelt. Der hochempfindliche, ultradünne Sensor ist gerade einmal so breit wie eine menschlichen Haarsträhne. Auch die Massenproduktion ist einfach und kostengünstig.

Tragbare und flexible Technologie hat in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen. Der zunehmende Bedarf an Wearables hat zu enormen Fortschritten bei weichen und tragbaren Sensoren geführt.

Gleichzeitig werden zunehmend mikrofluidische Geräte mit leitfähigen Flüssigmetallen als verschleißfeste Druck- und Dehnungssensoren eingesetzt. Allerdings haben aktuelle Geräte verschiedene Einschränkungen - zum Beispiel können sie nicht gut auf der Haut sitzen oder sind unangenehm zu tragen.

"Unser neuartiger Mikrofaser-Sensor ist kaum spürbar und passt sich hervorragend an die Krümmungen der Haut an. Der Sensor ist trotz seiner Weichheit und seiner geringen Größe sehr empfindlich, besitzt eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit und mechanische Verformbarkeit. Wir haben den Sensor zur Echtzeit-Überwachung der Puls-Wellenform und des Bandage-Drucks eingesetzt", sagte Professor Lim Chwee Teck vom Department of Biomedical Engineering der NUS-Fakultät für Ingenieurwissenschaften, dem Leiter des Forschungsteams. "Die Ergebnisse sind sehr vielversprechend."

Echtzeitüberwachung der Puls-Wellenform

Der intelligente Mikrofasersensor, der vom NUS Engineering-Team entwickelt wurde, besteht aus einer flüssigen metallischen Legierung, die als Sensorelement dient und in einem weichen Silikon-Mikroschlauch eingebettet ist. Der Sensor misst in Echtzeit die Pulswellenform eines Individuums und die Informationen können zur Bestimmung von Herzfrequenz, Blutdruck und Steifigkeit in den Blutgefäßen verwendet werden.

"Derzeit überwachen Ärzte Vitalparameter wie Herzfrequenz und Blutdruck, wenn Patienten Kliniken besuchen. Dies erfordert mehrere Geräte wie Herzfrequenz- und Blutdruckmessgeräte, die oft sperrig sind und keine sofortige Rückmeldung liefern. Da unser Sensor wie ein leitfähiger Faden funktioniert, kann er leicht in einen Handschuh eingewebt werden, der von Ärzten getragen werden kann, um die Vitalparameter von Patienten in Echtzeit zu verfolgen. Dieser Ansatz bietet Komfort und spart Zeit für das Personal im Gesundheitswesen, während die Patienten mehr Komfort genießen können", fügte Prof. Lim hinzu.

Der Mikrofasersensor könnte auch für Patienten mit Atherosklerose, d. h. einer Verdickung und Versteifung der Arterien durch die Ansammlung von Fettstreifen, von Vorteil sein. Im Laufe der Zeit sammeln sich diese Schlieren zu Plaques an, die den Blutfluss vollständig blockieren oder auseinander brechen können, was zu Organversagen führt oder einen Herzinfarkt oder Schlaganfall auslösen kann.

Bestehende Methoden zur Erkennung von Plaque in Blutgefäßen - wie z. B. Computertomographie und Magnetresonanztomographie - würden teure und sperrige Geräte erfordern. Solche Tests müssen in Krankenhäusern von medizinischem Fachpersonal durchgeführt werden.

Da Plaque die Steifigkeit des Blutgefäßes und damit die Puls-Wellenform verändert, könnte der neuartige Sensor des NUS Engineering-Teams leicht dazu verwendet werden, Anhäufingen von Plaque rechtzeitig zu erkennen. So können frühzeitig Maßnahmen ergriffen werden, ehe sich eine Größe anreichert, die groß genug ist, um das Blutgefäß zu blockieren oder zu brechen.

(ID:45013723)