Sicherer Start für neues Leben – Intelligentes Pflaster für Remote- Monitoring der Schwangerschaft
Während einer Schwangerschaft geben regelmäßige Medizinchecks Auskunft
über die Gesundheit und Entwicklung der Schwangeren und des Kindes. Doch
die Untersuchungen bieten nur Momentaufnahmen, was vor allem im
Risikofällen gefährlich werden kann. Um in dieser sensiblen Phase bequemes
und kontinuierliches Monitoring zu ermöglichen, plant ein internationales
Forschungskonsortium die Technologie der Smart Textiles weiterzutreiben.
Ein mit feiner Elektronik versehenes Pflaster soll Vitaldaten sammeln und
auswerten können. Zusätzlich sollen die Sensoren in Baby-Kleidung
integriert werden, um unter höchster Datensicherheit die Zukunft des
medizinischen Monitorings von Neugeborenen zu verbessern.
Mit dem Beginn einer Schwangerschaft geht eine Phase intensiver
Gesundheitsüberwachung des Kindes und der schwangeren Person einher.
Herkömmliche Vorsorge-Untersuchungen mit Ultraschallgeräten zeichnen
jedoch nur Momentaufnahmen des jeweiligen Zustands auf und erfordern vor
allem bei Risikoschwangerschaften häufige Besuche bei Ärzt*innen. Mit
Hilfe von neuartigen Wearables und Smart Textiles planen Forschende im EU-
geförderten Projekt Newlife, ein dauerhaftes geburtsmedizinisches
Monitoring im Alltag zu ermöglichen.
Ein Ziel des Konsortiums aus 25 Partner*innen ist es, ein biokompatibles,
dehnbares und flexibles Patch zu entwickeln, um den Verlauf der
Schwangerschaft und die Entwicklung des Embryos kontinuierlich zu
überwachen. Ähnlich wie ein Pflaster soll das Patch auf der Haut der
schwangeren Person angebracht werden, mittels miniaturisierter Sensoren
(z.B. Ultraschall) permanent Vitaldaten aufzeichnen und via Bluetooth an
ein Endgerät, beispielsweise ein Smartphone übermitteln.
Moderne Medizintechnik setzt schon seit einiger Zeit auf die Technologie
der Smart Textiles und intelligente Wearables, um Patient*innen anstelle
einer stationären Überwachung ein komfortables Dauer-Monitoring von
Zuhause zu bieten. Am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und
Mikroelektronik IZM bringt das Team rund um Christine Kallmayer diese
Technologie zur anwendungsbezogenen Umsetzung und profitiert dabei von
langjähriger Erfahrung mit Integrationstechnologien in flexible
Materialien. Beim integrierten Patch setzen die Forschenden auf
thermoplastische Polyurethane als Basismaterialien, in die Elektronik und
Sensorik eingebettet werden. Dadurch wird sichergestellt, dass das
Tragegefühl einem handelsüblichen Pflaster entspricht statt einer starren
Folie.
Damit das geburtsmedizinische Monitoring unmerkbar und bequem für
Schwangere und das Ungeborene verläuft, plant das Projektkonsortium
innovative Ultraschallsensoren auf MEMS-Basis direkt in das PU-Material zu
integrieren. Über unmittelbaren Hautkontakt sollen die miniaturisierten
Sensoren Daten aufnehmen. Dehnbare Leiterbahnen aus TPU-Material sollen
die Informationen dann zur Auswerteelektronik und schlussendlich zu einer
drahtlosen Schnittstelle weiterleiten, so dass Ärzt*innen und Hebammen
alle relevanten Daten in einer App einsehen können. Zusätzlich zum
Ultraschall planen die Forschenden weitere Sensoren wie Mikrofone und
Temperatursensoren sowie Elektroden einzubauen.
Auch nach der Geburt kann die neue Integrationstechnologie von großem
Nutzen für die Medizintechnik sein: Mit weiteren Demonstratoren plant das
Newlife-Team das Monitoring von Neugeborenen zu ermöglichen. Sensoren für
ein kontinuierliches EKG, Überwa-chung der Atmung und Infrarot-
Spektroskopie zur Beobachtung der Gehirn-Aktivität sollen in das weiche
Textil eines Baby-Bodys und eines Mützchens integriert werden. „Besonders
für Frühchen und Neugeborene mit gesundheitlichen Risiken ist das Remote-
Monitoring eine sinnvolle Alternative zum stationären Aufenthalt und
kabelgebundener Überwachung. Dafür müssen wir einen bisher
unvergleichlichen Komfort der hauchdünnen Smart Textiles gewährleisten: Es
darf keine Elektronik spürbar sein. Zusätzlich muss das gesamte Modul
extrem zuverlässig sein, da die smarten Textilien Waschgänge problemlos
überstehen sollten“, erklärt die Projekt-Verantwortliche am Fraunhofer IZM
Christine Kallmayer.
Zur externen Überwachung wird im Projekt außerdem an Möglichkeiten
geforscht, durch Kameradaten und Sensorik im Baby-Bett Aussagen über
Gesundheitszustand und Wohlbefinden des Kindes abzuleiten. Sobald die
Hardware-Basis von Patch, textiler Elektronik und Sensor-Bett aufgebaut
und getestet ist, werden die Projektpartner*innen noch einen Schritt
weitergehen: Mittels Cloud-basierter Lösungen sollen KI und maschinelles
Lernen die Anwendung für medizinisches Personal erleichtern und höchste
Sicherheit der Daten gewährleisten.
Das Newlife Projekt wird von Philips Electronics Nederland B.V.
koordiniert und läuft bis zum Ende des Jahres 2025. Es wird im Rahmen von
Key Digital Technologies Joint Un-dertaking unter der Fördernummer
101095792 mit insgesamt 18,7 Millionen Euro von der Europäischen Union im
Programm Horizon Europe gefördert. Mehr Informationen finden Sie unter:
https://www.newlife-kdt.eu/
Weitere Projektpartner*innen sind ams International AG (CH), ams OSRAM/ams
Sensors Germany GmbH (DE), Beneli AB (SE), Boston Scientific Limited (IE),
CSEM SA (CH), Cuviva (SE), Fraunhofer EMFT/Fraunhofer IZM (DE), Fujitsu
Finland Oy (FI), Insel Gruppe (CH), Kipuwex Ltd (FI), MEDrecord B.V. (NL),
MOMM Diagnostics GmbH (CH), Nanoleq (CH), NIRx Medizintechnik GmbH (DE),
Noldus InformationTechnology B.V. (NL), Philips Electronics Nederland B.V.
(NL), Philips Medizin-Systeme Böblingen GmbH (DE), Polar Electro Europe AG
(CH), Rekonas (CH), RISE Research Institutes of Sweden AB (SE), Sencure
(NL), Teiimo GmbH (DE), TNO at Holst Centre (NL), Technische Universiteit
Eindhoven (NL), Tyndall National Institute (IE), University of Turku (FI),
Zoundream (CH).
(Text: Olga Putsykina)
