Wie MEMS-Sensoren den Ersthelfern die Angst nimmt

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Bei Patienten mit einem Herzstillstand entscheiden die ersten Minuten über Leben und Tod. Atmet der Verletzte nicht, müssen die lebenswichtigen Organe dringend mit Sauerstoff versorgt werden, um bleibende Schäden zu verhindern. In dieser ernsthaften Situation greifen viele Ersthelfer nicht beherzt genug ein – aus Angst, Fehler zu machen und dem Verletzten zu schaden.

Der rescue-iFil verringert diese Hürde für Ersthelfer, indem er sie Schritt für Schritt durch die notwendigen Erste-Hilfe-Maßnahmen bis zur Übergabe des Patienten an das medizinische Fachpersonal führt. Die direkt am Patienten gemessene Atemströmung ermöglicht eine Benutzerführung via Smartphone-App bei der Herzdruckmassage und Beatmung.

Die Kernfunktionen von rescue-iFil sind die Messung der Atmung, das Prüfung der Atemwege, die Messung der korrekten Herzdruckmassage über die Atemströme sowie die Taktgabe zur korrekten Frequenz der Herzdruckmassage. Die Anleitung des Ersthelfers zur Wiederbelebung erfolgt visuell und akustisch.

Zentrales Element des rescue-iFil ist ein Strömungs-Tubus mit integrierter Luftflussmessung. Der Tubus führt den Atem des Verletzten und des Spenders durch geeignete Bauform und Strömungssiebe so, dass ein Atemstromsensor den Atemfluss von Unfallopfer und Atemspender wechselseitig analysiert und speichert.

Bei der Atemgasmessung in Form der Volumenstromanalyse mit thermischen Sensoren besteht die technische Herausforderung in der hohen Atemluftfeuchte und der damit verbundenen Flüssigkeitskondensation auf dem Sensor. Für diese Anforderung wurde ein im Hauptstrom freistehender thermischer MEMS-Sensor entwickelt, der auch bei Betauung oder Abscheidung von Wassertröpfchen ein genaues Massestromsignal liefert.

Der MEMS-Sensor enthält neben der thermischen Sensormembran zur Strömungsmessung eine weitere Membran, die zur dynamischen Temperaturmessung des Atemgases und zur Detektion von Feuchte verwendet wird. Über eine Kondensatheizung kann die notwendige Wärmemenge erzeugt werden, um Tropfen kurzzeitig zu verdampfen oder den gesamten Sensorchip über dem Taupunkt zu temperieren.

Beispiel 3: MEMS-Sensor fördert Selbstheilungskräfte

Die einzigartige Fähigkeit der Knochen, sich selbst wieder zu reparieren wird von der Distraktionsosteogenese (Technik zur chirurgischen Rekonstruktion) genutzt. Dieses Verfahren nutzt die körpereigenen Selbstheilungskräfte, die den durchtrennten Knochen Stück für Stück wieder zusammen wachsen lassen.

Das HSG-IMIT entwickelte einen „High-Tech-Schraubendreher“ (Distraktionstool) mit integrierter, miniaturisierter Sensorik. Dieses Werkzeug beinhaltet die jüngste Generation von MEMS-Sensoren für Beschleunigung, Drehrate und Magnetfeld.

Damit ist neben der Erfassung des Drehmoments und der Rotationsbewegung des Benutzers die anschließende Übermittlung der Patientendaten an den Arzt zur Auswertung möglich.

Die gesamte Erfassung, Speicherung und Kommunikation der Daten basiert auf einer optimierten Mikrocontroller-basierten Elektronik. Ein an die Anwendung angepasster und integrierter Energiespeicher ermöglicht dem Benutzer eine komfortable, kabellose Handhabung des Distraktionstools. Optische oder akustische Signale zur unkomplizierten und fehlerfreien Anwendung ermöglichen auch die Bedienung durch den Patienten ohne ärztliche Überwachung.

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