Frühwarnsystem im Schuh: Intelligente Sensorik schützt Füße von Menschen mit Diabetes
Student der Hochschule Osnabrück entwickelt kostengünstiges Sensorsystem
zur Früherkennung von Fehlbelastungen bei Diabetespatient*innen
Unbemerkte Fehlbelastungen der Füße stellen für Menschen mit Diabetes ein
erhebliches Gesundheitsrisiko dar. Moritz Kampe, Maschinenbau-Student der
Hochschule Osnabrück, hat deshalb eine intelligente Einlegesohle
entwickelt, die die Druckverteilungen beim Gehen kontinuierlich erfasst
und auffällige Belastungen frühzeitig sichtbar macht.
Das mobile
Messsystem ermöglicht eine alltagstaugliche Überwachung außerhalb
medizinischer Labore und kann so zur Prävention des Diabetischen
Fußsyndroms beitragen.
Fehlbelastungen frühzeitig erkennen
Etwa jeder dritte Mensch mit Diabetes erkrankt laut der Deutsche Diabetes
Gesellschaft (DDG) im Laufe seines Lebens am Diabetischen Fußsyndrom. Das
sind 850 000 jedes Jahr. Ein diabetischer Fuß entsteht häufig infolge
dauerhaft erhöhter Blutzuckerwerte, die Nerven und Blutgefäße schädigen.
Betroffene spüren Druckstellen, kleine Verletzungen oder Fremdkörper im
Schuh oftmals nicht mehr. Gleichzeitig ist die Durchblutung eingeschränkt,
sodass selbst kleine Wunden schlecht heilen und sich zu chronischen
Entzündungen entwickeln können. Fehlbelastungen beim Gehen gelten dabei
als ein zentraler Risikofaktor. Genau hier setzt das Projekt von Moritz
Kampe an: „Mein Ziel war die Entwicklung eines alltagstauglichen Systems,
das kritische Druckbelastungen frühzeitig sichtbar macht und so
präventives Handeln ermöglicht“, sagt der Student.
Kompakte Elektronik für präzise Messungen
Dafür integrierte er Sensorik, Elektronik und Datenauswertung in eine
flexible Einlegesohle, die problemlos im Schuh getragen werden kann. Die
Sohle verfügt über fünf Messpunkte an biomechanisch besonders relevanten
Bereichen des Fußes – darunter Ferse, Vorfuß und Zehenbereich. Als
Sensormaterial kommt das drucksensitive Polymer Velostat zum Einsatz,
dessen elektrischer Widerstand sich unter Belastung verändert. Die
Sensoren sind geschützt zwischen textilen Schichten eingebettet und über
flache Leitungen mit einer kompakten Auswerteelektronik verbunden, ohne
den Tragekomfort einzuschränken.
Eine eigens entwickelte Platine erfasst die entstehenden Messsignale und
verarbeitet sie in Echtzeit. So entsteht ein detailliertes Bild des
individuellen Gangverlaufs. Die Energieversorgung erfolgt über eine
Knopfzelle, wodurch das System autark betrieben werden kann.
Per Bluetooth werden die Daten an ein Endgerät übertragen und anschließend
ausgewertet. Ein Algorithmus erkennt automatisch einzelne Schritte sowie
Stand- und Schwungphasen des Fußes. Auf dieser Grundlage wird die
Druckverteilung während der Abrollbewegung berechnet. Die Ergebnisse
werden visuell in Diagrammen und Heatmaps dargestellt, sodass auffällige
Belastungsmuster schnell identifiziert werden können.
„Das Projekt von Moritz Kampe zeigt, dass eine medizinisch relevante
Überwachung der plantaren Druckverteilung mit vergleichsweise einfachen
und kostengünstigen technischen Mitteln möglich ist. Der entwickelte
Prototyp erkennt Unterschiede im Gangbild zuverlässig und bildet damit
eine wichtige Grundlage für zukünftige Frühwarnsysteme zur
Diabetesprävention“, sagt Prof. Dr.-Ing. Jens Schäfer, Professor für
Produktentwicklung an der Hochschule Osnabrück.
„Um aus dem Prototyp ein marktreifes Produkt zu machen, müssten im
nächsten Schritt unter anderem die Langzeitstabilität, die Optimierung der
Alltagstauglichkeit sowie die Recyclingfähigkeit intelligenter Textilien
getestet werden“, so Kampe. Diese Aspekte werden unter anderem im Projekt
„ReSiST-AR – Recycling Strategies of Smart Textiles & automated Robotics“
untersucht. Das Vorhaben wird durch Mittel des Landes Niedersachsen sowie
des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert und
läuft vom 1. Oktober 2025 bis zum 30. September 2027.
