Die Entwicklung von Wearables, also am Körper tragbarer Elektronik, hat in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Ursprünglich als einfache Fitnesstracker zur Messung von Schritten und Herzfrequenz konzipiert, haben sich Wearables zu hochpräzisen medizinischen Geräten weiterentwickelt, die eine kontinuierliche Überwachung von Gesundheitsparametern ermöglichen. Ein breiter Einsatz im medizinischen Bereich ist jedoch bislang ausgeblieben.
Die Arbeitsgruppe Smart Wearable Technology and Digital Health verfolgt das Ziel, diese moderne Technologie weiterzuentwickeln. Durch den Einsatz neuester Sensortechnologien, die fortschreitende Miniaturisierung sowie die Integration mit Telemedizin sollen Wearables leistungsfähiger und vielseitiger einsetzbar werden, um sie nahtlos in den Alltag zu integrieren.
Die Forschungsprojekte der Arbeitsgruppe konzentrieren sich unter anderem auf folgende Themenbereiche:
Prävention und Frühwarnung: Hierzu zählen Anwendungen wie Sturzerkennung und Sturzprävention, die insbesondere für ältere Menschen von Bedeutung sind.
Personalisierte Medizin: Wearables ermöglichen eine kontinuierliche Erfassung von Gesundheitsdaten, die zur Entwicklung maßgeschneiderter Behandlungspläne und präziser Diagnosen genutzt werden können.
Telemedizin: Wearables unterstützen die Fernüberwachung von Patienten, was besonders bei chronischen Erkrankungen oder in der Nachsorge essenziell ist. Sie verbessern die Kommunikation zwischen Arzt und Patient und tragen dazu bei, Krankenhausaufenthalte zu reduzieren.
Durch diese Ansätze sollen Wearables nicht nur die medizinische Versorgung verbessern, sondern auch einen wichtigen Beitrag zur Prävention und individuellen Gesundheitsförderung leisten.
Prof. Dr. Lukas Scheef
WearALab
Im Projekt soll ein aufklebbares System zur kontinuierlichen Erfassung von Laktat, Glukose und Cortisol entwickelt werden. Ein solches System würde die ambulante Versorgung älterer Menschen erleichtern, könnte im Rahmen von Diätberatung genutzt werden und sich für Trainings- und Wettkampfsteuerung im Sport eignen. Das langfristige Vision ist es das System zu einer Plattform zu entwickeln, die hinsichtlich der biochemischen Analysen stetig erweitert und individuell angepasst werden kann.
Das Projekt entwickelt ein solches System als tragbares Miniaturlabor auf der Haut, basierend auf Mikronadeln, Miniaturspektroskopen, EnergyHarvesting und energiesparender passiver, drahtloser Kommunikation.
Radargestützte Bewegungserkennung und -Analyse
Jede zielgerichtete motorische Aktivität erfordert die Zusammenarbeit der unterschiedlichsten Gehirnregionen. So muss eine Situation erkannt und eine adäquate motorische Reaktion geplant und umgesetzt werden. Hierzu muss die Lage im Raum erfasst, der räumlich-zeitliche Bezug zum eigenen Körper hergestellt und auf das Körperschema angepasst werden. Eine adäquate zielgerichtete Bewegung ist also ohne eine adäquate kognitive Verarbeitung nicht möglich. Aus diesem Grund weisen Veränderungen von Bewegungsabläufen nicht nur auf Veränderungen im primär motorischen System hin, sondern können auch auf kognitive Probleme oder eine Veränderung des Allgemeinzustands hinweisen. Ziel dieses Projekts ist es ein Sensorsystem zu entwickeln, welches es ermöglicht alltägliche Bewegungen zu erfassen und zu analysieren. Hierfür wird ein autarkes und einfach zu verwendendes Sensorsystem sowie ein automatisiertes Verfahren zur Analyse der erhobenen Daten benötigt. Im Rahmen des Projekts sollen neuartige Radarsensoren verwendet werden, um Alltagsbewegungen zu erfassen und zu analysieren.
Dr. Sabine Bauer
Ziel unseres Projektes „HealthWalk“ ist es, ältere und körperlich eingeschränkte Menschen individuell zu unterstützen. Wir entwickeln ein modulares Zusatzsystem für bestehende Rollatoren mit folgenden Schwerpunkten:
Durch eine Kombination von Sensoren, darunter Druck- und Abstandssensoren sowie Miniaturkameras, werden die Bewegungen und die Körperhaltung des Benutzers erfasst und in Echtzeit verarbeitet. Ein Feedbacksystem am Rollator gibt dem Benutzer eine unmittelbare Rückmeldung über Gang und Körperhaltung. Darüber hinaus soll das System mögliche Stürze vorhersagen und unerwartete Hindernisse oder ungünstige Bodenbeschaffenheiten erkennen, um Stürze zu vermeiden. Bei der Umsetzung des Projekts arbeiten Menschen mit Behinderungen, Ärzte und Forscher eng zusammen, um optimale Lösungen zu entwickeln.
Kramer, I., Weirauch, K., Bauer, S., Mints, M.O., & Neubert, P. (2023). HealthWalk: Promoting Health and Mobility through Sensor-Based Rollator Walker Assistance. ArXiv, abs/2310.07434.
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