6.1.4 Energieautarke automatische EKG-Erfassung mit drahtloser Datenübertragung für die Langzeitdiagnose
- Event
- 16. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2012
2012-05-22 - 2012-05-23
Nürnberg, Germany - Chapter
- 6.1 Funksensorik
- Author(s)
- H. Trieu, T. Trockels, K. Dembowski - Technische Universität Hamburg-Harburg
- Pages
- 610 - 620
- DOI
- 10.5162/sensoren2012/6.1.4
- ISBN
- 978-3-9813484-0-8
- Price
- free
Abstract
Im medizinischen Bereich sind die Vitalparameter eines Menschen von großer Bedeutung, die die Grundfunktionen des menschlichen Körpers widerspiegeln und sowohl diskrete Messungen (Körpertemperatur, Herzfrequenz, Blutdruck, Atmung) als auch kontinuierliche wie das Elektrokardiogramm (EKG) und das Elektroenzephalogramm (EEG) umfassen. Vitalparameter werden traditionell im klinischen und zunehmend im häuslichen Umfeld erfasst. Gerade hier ist ein großer Bedarf an wartungsfreien energieautarken Patientensystemen (home care, wellness) zu verzeichnen, die eine kontinuierliche Aufzeichnung von Vital- und Gesundheitswerten gestatten und für genauere Auswertungen bereitgestellt werden können.
Die lokale Datenspeicherung der Parameter erfolgt oftmals auf einer SD-Card (SecureDigital) und ähnlichen Speicherkarten, die aus dem Mobilsystem entfernt und für die Auswertung typischerweise in eine PC-gestütztes Lesegerät einzusetzen sind. Alternativ und weniger aufwendig in der Handhabung ist eine Datenübertragung per Standardschnittstelle wie dem Universal Serial Bus (USB) zwischen der mobilen Einheit und dem Auswertungssystem, was jedoch ebenfalls manuelle Handreichungen wie dem Ein- und Abstecken des Datenkabels notwendig macht und stets als potentielle Fehlerquelle anzusehen ist.
Die Datenübertragung per Funk macht Kabelverbindungen überflüssig, wenn die mobile Einheit energieautark gestaltet wird, also keine Kabelverbindungen für die Spannungsversorgung benötigt werden. Energieautarkie wird prinzipiell bereits durch Batterien erreicht, deren Lebensdauer meist geringer ist als die des Gerätes, welches sich andernfalls nicht amortisieren würde, so dass ein Austausch der Batterien notwendig wird. Der Einsatz von Akkumulatoren verlängert zwar den Zeitpunkt des notwendigen Austausches der Spannungsquelle oder macht ihn sogar überflüssig, es setzt jedoch ein regelmäßiges Aufladen der Zellen voraus, wofür wieder eine Kabelverbindung herzustellen und eine regelmäßige Ladezustandsprüfung des Akkus notwendig ist.
Für wartungsfreie energieautarke Systeme, bei denen weder Primär- noch Sekundärzellen zur Anwendung kommen sollen, die sich durch eine einfache Handhabung auszeichnen und die die Messdaten drahtlos für die Weiterverarbeitung an eine Basisstation übertragen können, ist deshalb eine autarke lokale Form der Energiegewinnung notwendig. Das realisierte EKG-System basiert deshalb auf dem Prinzip des Energy Harvesting und erzeugt die für den Betrieb notwendige Energie allein aus der Umgebung mithilfe einer Indoor-Solarzelle.