Nachwuchswissenschaftler:innen der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Dresden haben im Rahmen des Projektes „MEDICOS – Medical Implant Communication System“ ein sparsames, drahtloses Kommunikationssystem für intelligente kabellose Herzimplantate entwickelt.
Während des dreijährigen Projektes konnten die Forscher:innen die Funktionalität und Energieeffizienz der Implantate verbessern. Das von ihnen entwickelte Kommunikationssystem bietet eine hohe Performance, um komplexe Biosignale zu verarbeiten und den invasiven Eingriff auf ein Minimum zu reduzieren.
„Gerade in Anbetracht der alternden Bevölkerung mit chronischen und degenerativen Erkrankungen versprechen die durch intelligente Implantate verbesserten Diagnose- und Therapiemöglichkeiten wirkungsvolle und auch kosteneffiziente Lösungen“, so Maximilian Becker, Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur für Schaltungstechnik und Netzwerktheorie. „Unser Kommunikationssystem ermöglicht eine bessere Datenanbindung und -verarbeitung, optimierte Implantatvernetzung sowie eine maßgeblich verbesserte Energieeffizienz. In Kürze erlaubt es eine verlängerte Batterielebensdauer und Funktionsfähigkeit der Implantate.“
Um das zu erreichen, haben die Forscher:innen neue Algorithmen und Parameter zur Detektion bzw. Vorhersage kritischer kardialer Ereignisse erarbeitet. Unter anderem ermöglichen sie eine deutlich bessere Erkennung des akuten Myokardinfarkts und damit die frühzeitige Einleitung geeigneter Maßnahmen. Die entwickelten Algorithmen sind sowohl auf extra- als auch auf intrakorporale Signale sowie auf weitere Biosignale neben dem Elektrokardiogramm (EKG) anwendbar und eignen sich deshalb für ein kontinuierliches Monitoring.
Darüber hinaus haben die Wissenschaftler:innen höchst effiziente Miniaturantennen für In-Körper-Anwendungen entwickelt und optimiert. Es ist ihnen gelungen, die Antennengröße auf ein Zehntel der effektiven Wellenlänge zu verkleinern. Verglichen mit dem bisherigen Stand der Technik konnte gleichzeitig die Effizienz der In-Körper-Antennen um 24 Prozent verbessert werden.
Im Projekt wurde auch ein Sendeempfänger mit einer Datenrate bis zu 1 Mbit/s mit sehr sparsamem Schlafmodus für medizinische Implantate entwickelt. Er überträgt auf Anforderung die erfassten Daten aus dem Implantat an eine externe Kontrollstation. Für die Aufwachfunktion wurde ein Nanowatt-Aufwachempfänger mit adaptiver Datenrate entwickelt.
Das Projekt MEDICOS wurde aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds (ESF) gefördert.
Foto: Projekt Medicos ©Alexander Hammer/TU Dresden
Quelle: Technische Universität Dresden
