Siemens Sensor warnt Patienten zeitig vor Asthmaanfall

Ein von Siemens entwickelter Gassensor ist in der Lage, einen Asthmaanfall bereits Stunden vorher vorauszusagen. Gemessen wird an der Sensoroberfläche mit einem Feldeffekttransistor.

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Mit der Analyse des Atems von Patienten kann ein neuer Sensor von Siemens einen bevorstehenden Asthmaanfall bereits Stunden vorher voraussagen. Der Gassensor registriert, ob sich bei einem Asthmakranken eine Entzündung der Atemwege anbahnt. So kann der Patient rechtzeitig entzündungshemmende Medikamente einnehmen und einen Anfall abwenden.

Der Sensor verfügt über eine Messgenauigkeit von einem ppb (Parts per Billion) und ist damit so empfindlich wie größere Geräte, die aber zu teuer und kaum transportabel sind. Ein ppb entspricht etwa der Verdünnung eines Stücks Würfelzucker in einem 50-Meter-Schwimmbecken. Ein Gerät mit dem neuen Sensor, das als Prototyp existiert, wird tragbar sein und etwas größer als ein Handy.

Stickstoffmonoxid-Gehalt der Atemluft selbst bestimmen

Bei Patienten mit Asthma bronchiale breitet sich üblicherweise eine latente Entzündung der Bronchien aus, schon lange bevor der Patient etwas davon merkt. Wenn die Entzündung stark ist, verengen sich die Atemwege und Asthmaanfälle treten auf. Diese können so schwerwiegend sein, dass der Patient sich im Krankenhaus behandeln lassen muss. Viele Patienten nehmen daher dauerhaft entzündungshemmende Medikamente ein.

Bisher lässt sich ein bevorstehender Asthmaanfall nur durch eine teure Untersuchung beim Lungenarzt nachweisen, bei der ein erhöhter Spiegel des Signalstoffs Stickstoffmonoxid (NO) gemessen wird. Mit Hilfe des Sensors kann der Patient den NO-Gehalt in seinem Atem künftig selbst messen. So kann er vorbeugende Medikamente in geringst möglicher Dosierung einnehmen und die Dosis nur bei Bedarf gezielt erhöhen.

Signalstoff wird mit einem Feldeffekttransistor gemessen

Der Sensor weist schon einen Tag vor einem akuten Asthmaanfall einen Anstieg an NO im Atem nach. In den vergangenen Jahren wurde die Aussagekraft des NO als Asthmamarker von der Medizin und den Krankenkassen anerkannt. Bei der Analyse wird zuerst Stickstoffmonoxid in einem Konverter in Stickstoffdioxid umgewandelt. Danach strömt die Luft über den eigentlichen Sensor.

An der Sensoroberfläche bleiben ausschließlich die Teilchen des Signalstoffs haften. Dort entsteht dann eine Spannung, die mit einem Feldeffekttransistor ausgelesen wird. Die Höhe der Spannung ist direkt abhängig ist von der Menge des Stickstoffmonoxids im Atem. An der Menge des Gases kann der Patient ablesen, in welcher Dosis er entzündungshemmende Medikamente einnehmen sollte.

Derzeit ist ein weiterer Atemsensor angedacht, mit dem Sportler während des Trainings überprüfen können, ob sie im Fettverbrennungsmodus trainieren. Das Detektionsprinzip ist dasselbe, nur wird hier die Menge an Aceton gemessen, eine Substanz, die während des Fettabbaus im Körper produziert wird und auch im Atem nachweisbar ist.

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