Das Licht EKG – Science Fiction wird Realität

BMBF-Verbundprojekt TRICORDER gestartet: Laservibrometer soll Pulsschlag berührungslos über winzige Bewegungen der Hautoberfläche messen und so Rückschlüsse über die Herzfunktion geben.
Blick in ein Arztzimmer mit Liege und Monitor. Auf die Liege ist eine Art Kamera auf einem Stativ ausgerichtet.

Versuchsaufbau für die Voruntersuchungen mit einem Laservibrometer. Bild: Polytec GmbH, Waldbronn

13.01.16

BMBF-Verbundprojekt TRICORDER

Jeder StarTrek-Fan kennt ihn: den Tricorder, mit dem sich berührungslos alle wichtigen Vitalfunktionen eines Patienten erfassen lassen. Kein Anbringen von Kabeln und Elektroden, keine aufwändige Präparation, der Tricorder-Sensor wird einfach über den Körper geführt und die Diagnose kann gestellt werden.

Die Annäherung an diese Vision ist das Ziel des Konsortiums, das sich unter dem Akronym TRICORDER zusammengefunden hat. Hierzu soll ein Messverfahren konzipiert und erforscht werden, mit dem sich die Herzfunktion eines Patienten berührungslos messen lässt.

Grundlage dieses Messverfahrens ist die Laserinterferometrie, mit der sich Objektverschiebungen von weniger als einem tausendstel Millimeter exakt erfassen lassen. Eine spezielle Variante der Laserinterferometrie, die sog. Laservibrometrie, ist in der Lage, noch kleinere Bewegungen von Objekten präzise zu messen.

Damit wird es möglich sein, die Bewegung der Hautoberfläche, die durch den Pulsschlag verursacht wird, präzise zu erfassen, und daraus Rückschlüsse über die Kontraktionsbewegungen der einzelnen Bereiche des Herzmuskels zu ziehen. Dabei hat der Sensor einen Abstand von etwa einem Meter zum Patienten und die Haut wird lediglich mit einem schwachen Laserstrahl beleuchtet. Köperbewegungen des Patienten können herausgefiltert werden, so dass nur das Herzsignal erfasst werden kann.

Im Gegensatz zum klassischen Elektrokardiogramm (EKG), bei dem der Arzt aus dem Verlauf des elektrischen Nervensignals Rückschlüsse über die Herzfunktion ziehen muss, liefert das Laserinterferometer direkt Informationen über die mechanische Funktion des Herzmuskels. Damit lassen sich voraussichtlich Herzerkrankungen viel früher diagnostizieren, als mit der herkömmlichen Methode.

Der neue Sensor soll zuerst für die Überwachung von Frühgeborenen eingesetzt werden. Da das Anbringen von Elektroden entfällt, wird die empfindliche Haut der Kinder geschont. Wenn die angestrebten Ziele erreicht werden, ist das Verfahren jedoch für eine Fülle von Anwendungen in der medizinischen Diagnostik einsetzbar.

So kann beispielsweise die Herzfunktion älterer Patienten zu Hause lückenlos erfasst werden, ohne dass der Patient durch Elektroden oder Aufzeichnungsgeräte beeinträchtigt wird. Der medizinische Check könnte in der vertrauten Umgebung quasi nebenbei erfolgen, die Daten des Licht EKGs werden dem Arzt direkt zugesandt und dieser kann gegebenenfalls schnell und auf einer verlässlichen Informationsbasis reagieren.

Diese und andere Anwendungen werden bei einem erfolgreichen Abschluss des Projekts einen wichtigen Baustein für eine bezahlbare und qualitativ hochwertige medizinische Versorgung der Zukunft sein, die der demografischen Entwicklung Rechnung trägt.

Der TRICORDER-Verbund ist Anfang Oktober 2015 gestartet und läuft über drei Jahre bis Ende September 2018. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Initiative „Vor-Ort-Analytik mit photonischen Verfahren für den Einsatz in den Lebenswissenschaften“ gefördert. Verbundpartner sind das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB (Karlsruhe), die getemed Medizin- und Informationstechnik AG (Teltow) und die POLYTEC GmbH (Waldbronn).

Weitere Informationen

Download Steckbrief BMBF-Verbundprojekt TRICORDER (PDF)

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