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Enganliegend und federleicht

Technik. - Fraunhofer-Forscher entwickeln sensorbestückte Sporthemden, die diverse Messwerte aufzeichnen können, dabei aber federleicht sind. Als Anwendungsgebiete gelten Medizin und Sport. Auf einer Sonderschau der Münchner Sportmesse "Ispo" wurden die Hemden vorgestellt.

Von Hellmuth Nordwig | 05.02.2010

Ein Laufshirt, eng anliegend, funktionelles Textil in rot und schwarz. Das Besondere steckt auf der Innenseite: Zwei Messstreifen, mit denen die Atmung auf der Höhe des Brustkorbs und des Bauchs erfasst wird. Der Entwickler Christian Hofmann vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen in Erlangen ist leidenschaftlicher Läufer und hat es selbst ausprobiert.

"Ich habe das auch schon im Frankenstadion getestet. Wir haben hier unter Sportbedingungen Messdaten aufgenommen. Und ich bin immer wieder fasziniert, wie es möglich ist, solche Messsysteme mobil zu machen; welchen Mehrwert das zumindest aus meinem sportlichen Interesse bieten kann. Und wenn ich mir vorstelle, dass das auch im medizinischen Bereich zur Überwachung oder Unterstützung von Asthmatikern oder Menschen mit Atemwegserkrankungen führen kann, dann ist das schon die Motivation, die unsere Ingenieure hier im Haus auch immer haben."

Die Idee für das Sensorhemd stammt aus der Medizin: Im Schlaflabor bekommen Patienten Gurte um Brust und Bauch, mit denen die Atmung erfasst wird. Das Messprinzip ist einfach: In dem Band steckt ein so genanntes piezoelektrisches Material – wird es gedehnt, entsteht ein elektrisches Signal. Im Schlaflabor ist der Patient durch Kabel mit einem Computer verbunden. Beim Laufshirt führen sie zu einem Chip, auf dem die Daten gespeichert werden. Er ist etwa so groß wie eine Briefmarke und in einer kleinen Tasche auf dem Oberarm untergebracht. Diesen Chip kann man herausnehmen; dann ist es kein Problem, das Hemd zu waschen. Hofmann:

"Beispielsweise beim Nordic Walking gibt es viele Personengruppen, die sagen: 'Ich möchte trainieren, und bewusst trainieren.' Und das bedeutet, einerseits effizient, andererseits den Körper schonend und sich nicht überlasten. Und da kann es nur ein Vorteil für den Benutzer sein, wenn er mehr Informationen erhält, wenn er also neben der Herzfrequenz auch die Atemfrequenz, die Atemtiefe oder die Aktivität bekommt."

Die Messung kann der Sportler nach dem Training am PC auswerten. Die Daten werden dazu über eine Bluetooth-Verbindung an den Rechner übertragen. Auch Profisportler haben bereits Interesse angemeldet, um die Atmung während des Training zu erfassen. Die Fraunhofer-Forscher entwickeln das Sensorhemd derzeit für medizinische Anwendungen weiter. Denn auch Elektroden zur EKG-Messung lassen sich integrieren, besonders gut in die eng anliegende Funktionskleidung. Fraunhofer-Forscher Christian Weigand:

"Weil wir gerade bei der EKG-Elektronik einen gewissen Druck der Textilien auf den Oberkörper benötigen, um ein sauberes Signal abzunehmen. Auch hier arbeiten wir mit funktionellen Textilien, die sehr eng anliegend geschnitten werden können, um ein optimales Signal zu bekommen. Dann kann man sich natürlich vorstellen, so ein T-Shirt beispielsweise als Unterhemd zu tragen."

So kann ein Langzeit-EKG deutlich bequemer für den Patienten aufgezeichnet werden als bisher. Er muss sich keine Elektroden aufkleben lassen, und die Daten werden nicht in einem 100 Gramm schweren Kästchen gespeichert, sondern auf dem Chip, der nur neun Gramm wiegt. Neben dem Hemd haben die Forscher auch einen Sensor-Brustgurt entwickelt. Er wird derzeit klinisch getestet und erinnert an den Gurt für die Pulsuhr, den manche Läufer umschnallen. Doch der Sensor-Brustgurt aus Erlangen erfasst viel mehr, als nur den Puls. Weigand:

"Es ist ein 4-Kanal-EKG; es werden die Pulswelle und die Sauerstoffsättigung erfasst. Weiterhin wird auch die Temperatur erfasst und die Bewegung des Patienten. Zum Vergleich: Die Brustgurte, die Sie ansprechen, ermitteln nur die Herzrate, also eine Zahl und keine komplette EKG-Kurve. Deswegen ist unser Brustgurt noch etwas größer als die kommerziell erhältlichen Geräte."

Der Gurt soll eine Dauerbeobachtung von Patienten möglich machen, etwa von Menschen mit einem unklaren Brustschmerz. Schon jetzt gibt es telemedizinische Dienstleister, zu denen man die EKG-Daten übertragen kann und die im Notfall einen Rettungswagen zum Patienten rufen. Allerdings ist der Gurt aus Erlangen noch nicht als Medizinprodukt zugelassen. Und auch die Sensorhemden für Sportler kann man noch nicht kaufen. Die Forscher wollen die Messstreifen zuvor direkt ins Gewebe integrieren.