Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung textilbasierter und planarer Sensoren zur nicht-invasiven Echtzeiterfassung des Lactatwertverlaufs für die Diagnostik gemäß klinischen, therapeutischen und sportmedizinisch-leistungsorientierten Anforderungen

In dem interdisziplinären und branchenübergreifenden Forschungsvorhaben sollen die anwendungsbezogenen Erkenntnisse für die bisher nicht umgesetzte individuelle Lactatwerterfassung im Körperschweiß erweitert sowie für eine neuartige Technologie zur Herstellung tragbarer, flexibler, langzeitstabiler und hochauflösender Sensoren und Messsysteme für die Regenerativ- und Sportmedizin erarbeitet werden. Mit diesen neuartigen Sensoren wird die kontinuierliche nicht-invasive Echtzeiterfassung des Lactatwertverlaufs im Körperschweiß für die Überwachung des körperlichen bzw. des Gesundheitszustandes erstmalig möglich. Dabei ist gleichzeitig die sensorische Erfassung der Temperatur zur Messwertkompensation am diskreten Messort vorgesehen. Zur kontinuierlichen Erfassung des Lactatwertverlaufs mit integrierter Temperaturkompensation müssen neuartige Multifunktionssensorkonstruktionen und Auswertealgorithmen entwickelt werden, die diese Parameter präzise und störsicher in Echtzeit im Körperschweiß detektieren und auswerten können, um eine diagnostische Korrelation mit den klinischen, therapeutischen und sportmedizinisch-leistungsorientierten Anwendungsszenarien herzustellen. Hierfür werden geeignete planare Sensorprinzipien untersucht und ein planarer Sensor entwickelt. Auf dessen Basis wird ein textiler, für den Langzeiteinsatz (mehrstündige bis mehrtägige Anwendung) geeigneter Sensor als Flechtkonstruktion entwickelt. Insbesondere ist die Funktionalisierung der benötigten Elektroden, d. h. die elektrochemische Beschichtung der Elektrodendrähte, eine große Herausforderung, da die Schichtqualität wesentlich die sensorische Funktionalität bestimmt.

Aus den angestrebten Projektergebnissen lässt sich ein unmittelbarer direkter Nutzen der Projektergebnisse für KMU der Textilhersteller, -veredler sowie der Medizinproduktbranche und mittelbarer Nutzen für die Branche der Mess- und Sensortechnik ableiten.

Ergebniszusammenfassung:

Tragbare Sensoren für die kontinuierliche Messung des Lactatwerts im Körperschweiß für die Medizintechnik besitzen das Potential, durch die Erfassung von objektiven Messdaten maßgeschneiderte, effektivere Therapie- und Trainingsmethoden abzuleiten und ermöglichen eine Erweiterung des grundlegenden Verständnisses von der Muskelaktivität im menschlichen Körper.

Dies kann in der Sport- als auch Präventivmedizin, im Therapeutischen Bereich sowie auch im wachsenden Segment des Consumer-Self-Monitorings zu einer wesentlichen Verbesserung im Vergleich zu bisherigen Systemen führen. Neben dem damit erzielbaren geringen Zeit- und auch Kostenaufwand im Vergleich zur bisher genutzten Blutanalyse ist insbesondere der medizinische und therapeutische Nutzen immens. Im Vergleich zu konventionellen Geräten ermöglicht die textile Ausführung der Sensoren und des Netzwerks zudem einen wesentlich verbesserten Tragekomfort und somit eine erhöhte Patienten-Compliance.

Das in diesem Forschungsprojekt entwickelte System ermöglicht nicht nur ein in kontinuierliches Monitoring für sportmedizinische Anwendungen, sondern therapeutische Anwendungen oder eine Funktionsüberwachung im Bereich der Behandlung von chronischen Wunden.