ArchivDeutsches Ärzteblatt37/2001Diagnostik: Mini-Sensoren für die Medizin

VARIA: Technik

Diagnostik: Mini-Sensoren für die Medizin

Dtsch Arztebl 2001; 98(37): A-2371 / B-1926 / C-1768

Franzen, Jo

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LNSLNS Biokompatible Microchips kontrollieren Druckverhältnisse im Körper.


Sie stecken im Airbag, im CD-Player und auch in Tintenstrahldruckköpfen – winzig kleine Sensoren, die Druck, Temperatur oder Beschleunigung messen. Zunehmend werden solche Sensoren auch in der Medizintechnik angewendet. Bei Herzschrittmachern und Innenohrimplantaten sind sie inzwischen ebenso unverzichtbar wie beispielsweise bei Operationsrobotern, deren Arbeit ebenfalls sensorgesteuert wird.
Doch auch in der Diagnostik können sie wertvolle Dienste leisten. Beispiel ITES. Das Kürzel steht für „Implantierbares Telemetrisches EndoSystem“. Bei diesem vom Bun­des­for­schungs­minis­terium geförderten Projekt, an dem vier Universitäten und sechs Industriefirmen beteiligt sind, geht es um ein Blutdruckmesssystem. ITES besteht aus einem integrierten Drucksensor mit digitalem Ausgang für eine energiearme Datenübertragung. Der Energiebedarf des Sensors ist gering: Er benötigt 1,4 mW bei einer Datenübertragungsrate von 100 kHz und 3,5 Volt Versorgungsspannung.
Der winzige Sensor (0,8 x 3,8 x 0,5 mm) kann problemlos implantiert werden. Um Abstoßungsreaktionen zu vermeiden, ist das System biokompatibel beschichtet. Im Tierversuch wurde das Blutdruckmessgerät in die Beinarterie eines Kaninchens eingepflanzt und arbeitete präzise und zuverlässig.
„In vielleicht gar nicht so ferner Zukunft könnte so ein System in Verbindung mit einem Mobiltelefon beispielsweise die kontinuierliche Überwachung des Blutdrucks auch aus dem Urlaub heraus ermöglichen“, meint Dr. Bernhard Clasbrummel von der Chirurgischen Universitätsklinik in Bochum. „Auch andere klinische Anwendungen sind denkbar, zum Beispiel könnte man damit auch den Augeninnendruck messen.“
Eben diesem Ziel haben sich die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme in Duisburg verschrieben. Sie haben den grünen Star im Visier. Bei dieser schleichenden Krankheit hat der Patient zunächst weder Beschwerden noch Schmerzen. Ein zu hoher Druck im Auge vermindert jedoch die Blutversorgung der Netzhaut und schädigt den Sehnerv irreversibel. Der so entstehende „Tunnelblick“ verengt sich im Laufe der Jahre immer weiter – bis hin zur völligen Erblindung. Um die Krankheit erfolgreich behandeln zu können, müssen die exakten Druckverhältnisse im Auge bekannt sein. „Genau daran hapert es aber bei herkömmlichen Messsystemen“, erläutert Dr. Gerd vom Bögel vom IMS. „Sie erfassen die zeitlichen Schwankungen des Augeninnendrucks zur Tages- und Nachtzeit nicht ausreichend.“
Arzt kann Daten am PC abrufen
Die IMS-Forscher entwickelten einen Mikrochip mit Drucksensor, der zusammen mit einer Sendespule in eine künstliche Linse eingesetzt wird. Diese wird während einer gängigen Operation in das Auge des Patienten implantiert. Die Besonderheit des Systems: Es arbeitet ohne eigene Stromquelle. Die notwendige Energie empfängt das Implantat über seine Antenne von einem externen Lesegerät. Die Leseeinheit ist in den Rand einer Brille integriert; ein tragbares Gerät sammelt die Messwerte kontinuierlich. Bei den regelmäßigen Arztbesuchen werden die Daten dann an einem PC ausgelesen und ausgewertet. Eine Humanstudie des Systems an der Universität zu Köln stünde unmittelbar bevor, berichtete Gerd vom Bögel. Mit einer Markteinführung sei dann in etwa einem Jahr zu rechnen. Jo Franzen


Das Innenleben eines Drucksensors in Vergrößerung
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