Multisensorik unterstützt Diagnostik und Therapie von Normaldruckglaukomen

Seit langem ist bekannt, dass ein erhöhter Augeninnendruck ein wichtiger Risikofaktor für die Entwicklung eines Glaukoms (Grüner Star) ist. Ebenso stellt die instabile Durchblutung des Augenhintergrundes eine entscheidende Ursache dar. Etwa 40% der Glaukompatienten haben einen normalen Augeninnendruck, das Auge aber ist empfindlich gegenüber Blutdruckschwankungen. Eine genaue Beobachtung des kardiovaskulären Systems stützt deshalb die Diagnostik und Therapie. Für die Untersuchung vaskulärer Dysregulation entwickelte das CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik und Photovoltaik gemeinsam mit der aviant GmbH aus Jena eine multisensorische Lösung, die EKG und photoplethysmographische Parameter zeitsynchron erfasst.

Durch die zeitsynchrone Messung von EKG und PPG soll das Screening vaskulärer Dysregulation mit einer guten Sensitivität und vor allem einer sehr hohen Spezifität möglich werden. Durch die Verwendung von moderner Low-Power-Elektronik und ressourcenschonender Technologien der Mikrosystemtechnik wurde eine Lösung geschaffen,  die eine mobile Überwachung von Vitalparametern, z.B. im ambulanten Einsatz ermöglicht.

Das Herzstück, der PPG-Sensor zur Erfassung der Pulswelle, zeichnet sich durch eine hohe Signalqualität und ausgezeichneten Tragekomfort aus. Versteckt in einer Otoplastik, kann der Sensor am Ohr getragen werden und ist somit für den Patienten ohne Einschränkungen auch im Alltag nutzbar. Möglich wurde dies durch die Integration eines speziellen, optischen Strahler-Empfänger-Moduls, das durch „Chip-in-Chip-Technologie“ hergestellt wird. Für die EKG-Elektroden wurden etablierte Standardkomponenten verwendet. Die erreichte Auflösung und Abtastrate von EKG sowie Plethysmogramm liegen bei je 24 Bit, 200/100 Hz.
Eine weitere Innovation der Thüringer Forscher ist eine handliche, mit zwei AA-Batterien betriebene Systemelektronik in den Abmessungen von 100 mm x 40 mm x 20 mm. Diese beinhaltet neben der Sensorsteuerung einen Datenlogger mit einer rausch- und driftarmen Vorverstärkung und Signalverarbeitung. Die Datenspeicherung kann wahlweise auf einer herkömmlichen SD-Card oder über eine USB-Schnittstelle auf dem PC des Mediziners erfolgen.

Kontakt: Dr. Olaf Brodersen, CiS Forschungszentrum für Mikrosensorik und Photovoltaik GmbH
obrodersen@cismst.de