Fraunhofer IDMT entwickelt neuartige Aufnahme- und Analysemethoden für das
zeitgleiche Monitoring verschiedener Vital- und Bewegungsdaten via Radar.

Forschende am Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in
Oldenburg haben ein neues Verfahren zur Erhebung und Auswertung von
Radardaten des menschlichen Körpers entwickelt. Der Clou: Durch eine
seitliche Positionierung erhebt das Radar berührungslos besonders robust
Vitaldaten der verschiedenen Körperbereiche, wie Atmung und Puls. In
Kombination mit intelligenten Analysemethoden eröffnen sich dadurch neue
Anwendungsmöglichkeiten vom Einsatz in der Medizin bis hin zu
Applikationen im Automotive-Bereich.

Atmungsaussetzer im Schlaf, kritische Vitalparameter eines Säuglings oder
das notwendige Monitoring von Atmung und Herzrate auf der Intensivstation
und in der Pflege: Es gibt viele gute Gründe, um Vitaldaten aufzuzeichnen.
Oftmals kommen dabei kontaktbasierte Sensoren zum Einsatz, die jedoch
Aufwand beim Desinfizieren, Anbringen oder durch notwendiges Justieren
verursachen. Zudem wirken sie konstanten Druck auf den Körper aus, was
unangenehm sein kann und den Sensorverschleiß fördert. Ein Radar misst
Vital- und Bewegungsparameter des Menschen kontaktlos und ist daher
insbesondere für ein Monitoring über längere Zeiträume hinweg geeignet.
Durch seinen Einsatz können in Folge Müll, zusätzliche Arbeit und Kosten
durch Verbrauchsmaterialien und kontaktbasierte Sensoren eingespart
werden. Die Forschenden am Fraunhofer IDMT haben sich das Ziel gesetzt,
durch intelligente Aufnahme- und Analyseverfahren den Einsatz des Radars
im Gesundheitsmonitoring zu stärken.

Vitaldaten aus Körperbewegungen

Ein Radarmessgerät registriert Bewegungen des Menschen aus der Entfernung.
Das können große Bewegungen der Gliedmaßen sein, aber auch kleinere
Bewegungen entlang der Hautoberfläche, wie der Puls oder die
Atmungsbewegung entlang des Torsos. Am Fraunhofer IDMT wird mit einem
Radarsystem gearbeitet, das den Raum vor dem Sensor in gleichgroße
Abschnitte unterteilt. Jeder Abschnitt wird zeitgleich auf Bewegungen
untersucht. Bei Puls- und Atmungsbewegungen nähert sich die Haut im
jeweiligen Abschnitt an den Radarsensor an und entfernt sich wieder. Die
Forschenden am Fraunhofer IDMT arbeiten daran, die vielen
unterschiedlichen Bewegungen im Körper gleichzeitig zu erfassen,
voneinander zu unterscheiden und zu analysieren. So können auch ohne
Kontaktsensoren möglichst viele Aussagen zu Vitalparametern und zum
Gesundheitszustand eines Menschen getroffen werden.

Der Blickwinkel macht´s

Im gängigen Einsatz wird der Radarsensor oft vor dem Bauch oder hinter dem
Rücken der Patientin oder des Patienten positioniert. Dadurch erstreckt
sich der Körper vor dem Sensor nur über wenige Abschnitte, in denen sich
dann viele Bewegungen, wie Puls, die Atmungsbewegung des Torsos und
Bewegungen der Gliedmaßen, überschneiden.

Die Forschenden am Fraunhofer IDMT setzen auf eine seitliche
Positionierung des Radarmessgeräts, z. B. am Fußende des Betts, wodurch
der menschliche Körper aus Sicht des Radars in deutlich mehr voneinander
unabhängige Abschnitte aufgeteilt wird. »Entlang des gesamten Körpers
können verschiedenste Vitalparameter an jeweils vorteilhaften
Körperregionen beobachtet werden. So sehen wir z. B. zeitgleich die
Atmungsbewegung deutlich am Torso und den Puls an den Beinen - ohne eine
störende Überlagerung der Signale. Durch die Aufteilung des Körpers in
Messabschnitte während der Messung entfällt die aufwendige Trennung von
Atmung und Puls nach der Messung in der anschließenden Datenanalyse«,
erklärt Lars Hornig, der das neue Verfahren am Fraunhofer IDMT entwickelt
hat. In dem vollständigen, in Abschnitte aufgeteilten Körpermodell, können
für die Auswertung noch weitere Informationen freigelegt werden. Die
Unterscheidung von Bauch- und Brustatmung ist beispielsweise interessant
für die Erkennung der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) oder
einer obstruktiven Schlafapnoe. Zusätzlich können unzureichend informative
Vitaldaten eines Körperabschnitts durch die Informationen aus einem
anderen Körperabschnitt ergänzt werden.

Ausblick: Vitaldatenmonitoring in Fahrzeugen, am Gefahrenarbeitsplatz oder
zu Hause

Grundsätzlich ist die Überwachung von Vitaldaten mit den neuen Mess- und
Analyseverfahren nicht nur im medizinischen Bereich denkbar. Das Team des
Fraunhofer IDMT testet bereits den Einsatz des Radars im Fahrzeug für
Personen im Sitzen, um die Vitalparameter des Fahrenden zu überwachen, z.
B. bei Berufskraftfahrenden oder perspektivisch in autonomen Fahrzeugen.
In diesem Fall ist die Positionierung des Radars beispielsweise in der
Fahrzeugdecke denkbar. Außerdem könnte der Einsatz am Gefahrenarbeitsplatz
Mitarbeitende durch ein Monitoring von Vitalparametern zusätzlich zu
bisherigen Schutzmaßnahmen absichern. Zuhause kann das Radar Daten für ein
Schlafmonitoring liefern, um lange Wartezeiten auf einen Platz im
Schlaflabor zu umgehen und gleichzeitig besonders aussagekräftige Daten
aus dem Alltag zu erheben. Ebenso wird der Einsatz in einem smarten
Assistenten für das stationäre oder häusliche Leben anvisiert, der neben
Audio- und Video-Sensorik auch das Radar nutzt und dadurch das
Anwendungsspektrum auf die oben beschriebenen Vitaldaten erweitert.
Die Fraunhofer-Gesellschaft hat für das beschriebene Verfahren ein Patent
angemeldet (Patentnummer: 102022208945.6).

Hör-, Sprach- und Audiotechnologie HSA am Fraunhofer-Institut für Digitale
Medientechnologie IDMT in Oldenburg

Der im Jahre 2008 unter der Leitung von Prof. Dr. Dr. Birger Kollmeier und
Dr. Jens-E. Appell gegründete Institutsteil Hör-, Sprach- und
Audiotechnologie HSA des Fraunhofer-Instituts für Digitale
Medientechnologie IDMT steht für marktnahe Forschung und Entwicklung mit
Schwerpunkten auf

-       Sprach- und Ereigniserkennung
-       Klangqualität und Sprachverständlichkeit sowie
-       Mobile Neurotechnologie und Systeme für eine vernetzte
Gesundheitsversorgung.

Mit eigener Kompetenz in der Entwicklung von Hard- und Softwaresystemen
für Audiosystemtechnologie und Signalverbesserung setzen über 100
Mitarbeitenden am Standort Oldenburg wissenschaftliche Erkenntnisse in
kundengerechte, praxisnahe Lösungen um.

Über wissenschaftliche Kooperationen ist der Institutsteil eng mit der
Carl von Ossietzky Universität, der Jade Hochschule, der Hochschule
Emden/Leer verbunden. Das Fraunhofer IDMT ist Partner im Exzellenzcluster
»Hearing4all«.

Die Weiterentwicklung des Institutsteils wird im Programm »Vorab« durch
das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur und die
VolkswagenStiftung gefördert.

Weitere Informationen auf www.idmt.fraunhofer.de/hsa

Der Förderverein Herz- und Diabeteszentrum NRW, Bad Oeynhausen e.V.
unterstützt das Agnes Wittenborg Institut für translationale Herz-
Kreislaufforschung am HDZ NRW, Bad Oeynhausen

Dass Fettsäuren zur Gesundheit beitragen, das Immunsystem unterstützen und
Energie liefern, ist bekannt. Ein ganz bestimmtes Molekül nehmen die
Forscherinnen und Forscher der Klinik für Allgemeine und Interventionelle
Kardiologie und Angiologie unter der Leitung von Professor Dr. Volker
Rudolph am Herz- und Diabeteszentrum NRW (HDZ NRW), Bad Oeynhausen, ins
Visier. Privatdozentin Dr. Anna Klinke und ihre Arbeitsgruppe am Agnes
Wittenborg Institut für translationale Herz-Kreislaufforschung untersuchen
schon seit einigen Jahren die Wirkungsmechanismen der Nitroölsäure auf
zellulärer Ebene – mit vielversprechenden Ergebnissen.

„Wir konnten beobachten, dass dieses Molekül beeindruckende Effekte auf
die kleinsten Kraftwerke in den Herzzellen, die Mitochondrien, hat“,
erläutert Anna Klinke. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des
Instituts möchten zukünftig noch besser verstehen, auf welche Weise genau
Nitroölsäure den Verlauf einer Herzschwäche beeinflusst, insbesondere im
Patienten mit Diabetes. „Möglicherweise spielt hier eine Verstärkung der
Energieproduktion eine Rolle. Wenn wir die Wirkungen des Moleküls, die
bereits für andere Krankheiten in klinischen Studien getestet worden sind,
in der Herzschwäche genau kennen, wären somit auch hier langfristig
therapeutische Studien denkbar.“

Dieses Anliegen will der gemeinnützige Förderverein Herz- und
Diabeteszentrum e.V. mit einem ganz besonderen Engagement unterstützen.
„Ganz im Sinne unserer Satzung fördern wir herausragende
Forschungsprojekte am HDZ NRW“, betont Titularprofessor Dr. Otto Foit, der
jetzt zur Freude von HDZ-Geschäftsführerin Dr. Karin Overlack gemeinsam
mit dem Vorstand des Fördervereins einen Spendenscheck in stattlicher Höhe
von 100.000 Euro an die Institutsleiterin überreichte. Der Förderverein
Herz- und Diabeteszentrum NRW, Bad Oeynhausen, e.V. besteht bereits seit
1992. Er wurde von ehemaligen Patientinnen und Patienten gegründet und
nimmt sich überwiegend solcher Aufgaben an, deren Durchführung keine oder
nur unzureichende Finanzierung durch das öffentliche Gesundheitswesen
erfährt.

Das von Privatdozentin Dr. Anna Klinke geleitete Agnes Wittenborg Institut
für translationale Herz-Kreislaufforschung wurde 2018 wesentlich mit
Mitteln der Namensgeberin, einer ehemaligen Patientin, gegründet. „Die
Spende des Fördervereins wird uns enorm dabei helfen, die analytischen
Verfahren, die wir bereits etabliert haben, weiter auszubauen, unser
Forscherteam personell zu verstärken und unsere technische Ausstattung für
das Labor zu verbessern“, freute sich die Institutsleiterin, die neben dem
Forschungsprojekt Nitroölsäure aktuell vier weitere nennenswerte Vorhaben
und entsprechende Arbeitsgruppen mit dem Schwerpunkt
Herzinsuffizienzforschung (Erforschung der Herzschwäche) verantwortet.

-----

Als Spezialklinik zur Behandlung von Herz-, Kreislauf- und
Diabeteserkrankungen zählt das Herz- und Diabeteszentrum Nordrhein-
Westfalen (HDZ NRW), Bad Oeynhausen, mit 36.000 Patientinnen und Patienten
pro Jahr, davon 14.800 in stationärer Behandlung, zu den größten und
modernsten Zentren seiner Art in Europa.

Die Klinik für Allgemeine und Interventionelle Kardiologie/Angiologie des
HDZ NRW unter der Leitung von Prof. Dr. med. Volker Rudolph ist
spezialisiert auf die Behandlung der Koronaren Herzkrankheit,
Herzklappenfehler, Herzmuskelerkrankungen und entzündliche
Herzerkrankungen. In der Klinik werden jährlich mehr als 5.000
kathetergestützte Verfahren durchgeführt. Modernste diagnostische und
bildgebende Verfahren sowie alle modernen Kathetertechniken sichern die
bestmögliche und schonende medizinische Versorgung der Patienten. Die
Klinik ist Europäisches und Nationales Exzellenz-Zentrum zur
Bluthochdruckbehandlung, anerkanntes Brustschmerzzentrum (CPU – Chest Pain
Unit) sowie als überregionales Zentrum zur Versorgung Erwachsener mit
angeborenem Herzfehler (EMAH) zertifiziert.

Für Jäger-Sammler-Gemeinschaften aus Obermesopotamien, heutige Türkei,
waren Vögel zu Beginn der Jungsteinzeit, ca. 9.000 Jahre v. Chr., eine
wichtige Nahrungsquelle. Das zeigt eine neue Studie der SNSB- und LMU-
Archäozoolog:innen Dr. Nadja Pöllath und Prof. Joris Peters. Die beiden
Wissenschaftler:innen untersuchten die Überreste von Vögeln aus den beiden
jungsteinzeitlichen Siedlungen Göbekli Tepe und Gusir Höyük in der
heutigen Türkei und veröffentlichten ihre Ergebnisse nun in der
Fachzeitschrift Archaeological and Anthropological Sciences.

Neben großen und kleinen Säugetieren, vom Auerochsen bis zum Hasen, oder
Fischen bejagten die Menschen in Südostanatolien vor 11.000 Jahren auch
das gesamte Spektrum an Vogelarten. Gejagt wurden sie vor allem, aber
nicht ausschließlich, im Herbst und Winter, d.h. dann, wenn viele
Vogelarten größere Schwärme bildeten und Zugvögel das Gebiet durchquerten.
Die Artenlisten sind daher sehr umfangreich: In der Ausgrabungsstätte der
frühsteinzeitlichen Siedlung Göbekli Tepe etwa, rund 18 km nordöstlich der
heutigen südanatolischen Stadt Şanlıurfa gelegen, fanden die
Forscher:innen Überreste von 84 Vogelarten. Dr. Nadja Pöllath, Kuratorin
an der Staatssammlung für Paläoanatomie München (SNSB-SPM) und Prof. Dr.
Joris Peters, Inhaber des Lehrstuhls für Paläoanatomie,
Domestikationsforschung und Geschichte der Tiermedizin an der LMU München
sowie Direktor der Staatssammlung, identifizierten die jungsteinzeitlichen
Vögel mit Hilfe moderner Vergleichsskelette aus der Referenzsammlung der
Staatssammlung.

Überrascht hat die beiden im Falle von Göbekli Tepe die große Zahl von
kleinen Singvögeln, darunter vor allem Stare und Ammern. Grundsätzlich
haben die Jäger von Göbekli Tepe alle Le-bensräume in der Umgebung ihrer
Siedlung für die Vogeljagd aufgesucht. Gejagt wurde an Gewässern, in
Wäldern sowie auch im offenen Gelände.
„Warum am Göbekli Tepe so viele kleine Sperlingsvögel bejagt wurden,
wissen wir nicht genau. Aufgrund ihres geringen Lebendgewichts steht der
Aufwand eigentlich in keinem guten Verhältnis zum Ertrag. Vielleicht waren
sie einfach eine Delikatesse, die im Herbst den Speiseplan bereicherte,
oder sie hatten eine Bedeutung, die wir aus den Knochenresten noch nicht
ablesen können“, kommentiert Nadja Pöllath ihre Ergebnisse.

Die Bewohner von Gusir Höyük, einer ebenfalls frühneolithischen Siedlung
am Ufer des Gusir-Sees, etwa 40 km südlich der heutigen Provinzhauptstadt
Siirt, noch weiter im Südosten der heutigen Türkei, hielten es dagegen
anders: Sie begrenzten ihre Vogeljagd auf nur zwei Arten: das Chukar-
Steinhuhn (Alectoris chukar) und das Rebhuhn (Perdix perdix), die im
offenen hügeligen Grasland zu Hause waren. Nahegelegene Flussauen und den
See, an dessen Ufern die Siedlung lag, ignorierten sie offenbar, denn
Überreste von Wasservögeln fanden die Münchener Forscher:innen in Gusir
Höyük nicht. „Gusir Höyük ist die einzige uns bekannte jungsteinzeitliche
Gemeinschaft in Obermesopotamien, die bei der Vogeljagd – obwohl vorhanden
– bewusst Feuchtgebiete und Flusslandschaften mieden. Unsere Ergebnisse
deuten darauf hin, dass es sich dabei um eine kulturelle Eigenheit der am
Gusir Höyük siedelnden Gruppe handelt“, so Prof. Joris Peters. „Im
Vergleich mit anderen frühneolithischen Fundorten in der Region zeigten
sich viele Gemeinsamkeiten zwischen den Orten im Euphratbecken, während im
Tigrisbecken die Gemeinsamkeit darin besteht, dass fast jede Siedlung eine
ganz eigene Strategie zur Nahrungsbeschaffung entwickelte“, ergänzt Nadja
Pöllath.

Nicht alle Vögel wurden auch von den jungsteinzeitlichen Siedlern
Obermesopotamiens gegessen. Manche Vogelarten wie z. B. Kraniche oder
Greifvögel hatten wohl eher symbolische Bedeutung und könnten auch
rituellen Zwecken gedient haben, vermuten die Forscher:innen. Solche
soziokulturellen Aspekte der Beziehungen zwischen Menschen und Vögeln gilt
es zukünftig zu untersuchen.

GEWISOLA-Kommunikationspreis für Wissenschaftlerinnen des Thünen-Instituts
und der Universität Göttingen

In der Landwirtschaft gehören Frauen seit jeher dazu, meist ohne dass
ihnen besondere Aufmerksamkeit zuteilwird. Ein mehrjähriges
Forschungsprojekt über die Lebenssituation von Frauen auf
landwirtschaftlichen Betrieben hat hier wichtige Einblicke geliefert.
Durchgeführt wurde es von Wissenschaftlerinnen der Universität Göttingen
und des Thünen-Instituts in Braunschweig. Für den Transfer ihrer
Ergebnisse in die Öffentlichkeit wurden sie jetzt mit dem GEWISOLA-
Kommunikationspreis ausgezeichnet.

Die Preisträgerinnen hätten mit ihrer Studie ein gesellschaftlich
hochrelevantes und aktuelles Thema aufgegriffen, so die Begründung der
Jury. Das Team habe es geschafft, durch eine beeindruckende
Öffentlichkeitsarbeit die Bedeutung von Frauen in der Landwirtschaft in
die breite Öffentlichkeit zu tragen. Der Kommunikationspreis wird von der
Gesellschaft für Wirtschafts- und Sozialwissenschaften des Landbaues
(GEWISOLA) verliehen. Auf deren Jahrestagung in Göttingen nahmen Zazie von
Davier, Imke Edebohls und Susanne Padel vom Thünen-Institut für
Betriebswirtschaft sowie Anika Bolten, Christine Niens und Dagmar Wicklow
von der Universität Göttingen, Lehrstuhl für Soziologie Ländlicher Räume,
den Preis jetzt entgegen.

Die Autorinnen haben ihre Erkenntnisse über verschiedene Medien
verbreitet. Zu nennen sind eine Fotobroschüre, ein policy brief, Artikel
in Fachzeitschriften, Social-Media-Aktivitäten, zahlreiche Vorträge sowie
Interviews in Funk und Fernsehen. Als Folge haben auch viele Zeitungen und
Zeitschriften wie FAZ, Freundin oder Emma darüber berichtet.

Vor allem die Fotobroschüre „Frauen.Leben.Landwirtschaft“, aber auch der
policy brief waren nach Ansicht der Jury sehr gelungene Beispiele für den
Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis und die Gesellschaft.

Kernergebnisse der Studie

Die Studie hat gezeigt, dass die Gleichstellung der Geschlechter auf den
landwirtschaftlichen Betrieben noch nicht erreicht ist. Nur 11 % der
Betriebe werden von Frauen geleitet; bei der vorgesehenen Hofnachfolge
liegt der Frauenanteil bei rund 18 %. Es gibt in der Landwirtschaft
erhebliche Zugangsbarrieren für Frauen, unter anderem durch veraltete
Geschlechterbilder und traditionelle Vererbungspraxen. Die soziale
Absicherung der Frauen fürs Alter oder im Falle von Scheidung, Trennung
oder Tod der Betriebsleitung sind unsicher.

Die Studie zeigte aber auch hoffnungsvolle Entwicklungen, etwa eine
leichte Tendenz zu mehr weiblicher Hofnachfolge. Auch nimmt der Anteil von
Frauen zu, die eigenständig landwirtschaftliche Betriebe gründen.

Weitere Infos und Ergebnisse auf der Projektseite <https://www.studie-
frauen-landwirtschaft.de/>