Gedruckte Elektronik hat in den letzten Jahren enorme Aufmerksamkeit erregt. Nicht nur, weil sie neue Möglichkeiten eröffnet, sondern auch, weil sie Eigenschaften wie Flexibilität und Dehnbarkeit aufweist, die diese sogar noch erweitern. Einer der Bereiche, in denen sich diese zusätzlichen Optionen als sehr nützlich herausstellen, ist die Medizin.
Hier ein Beispiel, das für sich spricht.
Gemeinsam mit dem niederländischen Unternehmen Mentech haben wir ein Elektrodenpflaster zur Messung der Hautleitwerte an Füßen von Kunden mit schwerer geistiger Behinderung entwickelt. Mithilfe der Messung des Hautleitwerts, der ein Schlüsselparameter für die Erkennung von Stress ist, kann das medizinische Fachpersonal automatisch benachrichtigt werden, wenn ein Kunde Stressreaktionen zeigt.
Mentech ist der Entwickler von HUME, einer Plattform für Streaming-Software für die Echtzeiterkennung von Stress, die auf physiologischen Signalen und KI-Modellen basiert. Die Sensoren messen physiologische Merkmale wie Herzfrequenz, Hautleitfähigkeit und Aktivität. Diese Informationen werden in der HUME-Plattform mit Hilfe von Verhaltensmodellen in verwertbare Daten umgewandelt. Auf diese Weise können erste Stresssignale frühe Angstanzeichen bei Patienten erkennen. Da die Betroffenen ihre Emotionen oft nicht mit Worten oder Gesten ausdrücken können, werden die medizinischen Fachkräfte mithilfe der Stresssignale frühzeitig informiert. Sie werden darin geschult, eine Eskalation zu vermeiden, was die Lebensqualität von Menschen mit geistiger Behinderung erhöht, da sie nicht mit falsch verstandenem Verhalten, Stress, Angst und negativen Emotionen zu kämpfen haben.
In der Vergangenheit setzte Mentech Armbänder und Smart Watches zur Messung des Hautwiderstands ein, um den Stresslevel zu ermitteln. Für die spezielle Kundengruppe von Menschen mit geistiger Behinderung jedoch ist ein am Arm getragenes Gerät keine praktikable Lösung. Viele von ihnen verstehen nicht, warum sie das Gerät tragen sollen, versuchen unter Umständen, es abzunehmen oder zerstören es gar. Deshalb wurde eine Lösung gesucht, die mehr Kontrolle und Gewissheit ermöglicht. Aus diesem Grund entschied Mentech, eine ganz eigene Wearable-Lösung zu entwickeln.
Darüber hinaus haben Untersuchungen gezeigt, dass zur Messung des Hautwiderstands der Fuß am besten geeignet ist. Also beschloss Mentech, eine Sensorlösung zu entwickeln, die sich einfach an der Fußsohle anbringen lässt, um das Wohlbefinden der Kunden zu erhöhen. Als Spezialist für die Entwicklung und Herstellung von gedruckten Elektroniklösungen wurde Quad Industries für die Entwicklung des Elektrodenpflasters ausgewählt.
Zunächst haben wir als Prototypen mehrere intelligente Pflaster (Smart Patches) entwickelt, die sich in Bezug auf Materialien, Leitfähigkeit der Druckfarben, Anbringungsstelle am Fuß, Elektrodendesign etc. unterscheiden. Unter Berücksichtigung der Anforderungen an Tragekomfort, Dehnbarkeit und Tragezeit wurden die verschiedenen Parameter eingehend untersucht und einige Kombinationen ausgewählt, die wiederholt an kleinen Patientengruppen getestet wurden. Anschließend haben wir die ursprünglichen Prototypen verfeinert und optimiert. Dank einer SmartEEs-Förderung konnten wir das HUME-Modul einwandfrei mit dem Elektrodenpflaster verbinden und die bestgeeignete Position des Moduls oberhalb des Knöchels bestimmen.
Die frühzeitige Einbindung von Quad war für die erfolgreiche Entwicklung von entscheidender Bedeutung. Da die Technologie des Druckens von Elektronikteilen relativ neu ist, gibt es noch keine vorgeschriebenen Standards, die befolgt werden könnten. In der Anfangsphase war die gemeinsame Entwicklungsarbeit von Quad und Mentech zur Ermittlung von Bedarf, Anwendungsszenarien und Anforderungen für die Entwicklung einer möglichst schnellen und erfolgreichen Lösung unabdingbar. Kooperationsmodelle haben zudem eindeutig positive Auswirkungen auf die Qualität der Lösung, Schnelligkeit der Markteinführung und Kosteneffizienz.
Diese Entwicklung war der Beginn einer umfassenden Zusammenarbeit, in deren Rahmen Mentech und Quad Industries unter anderem ein EKG-Brustpflaster entwickelten. Dieses Elektrodenpflaster ersetzt das herkömmliche Brustband, das in Bezug auf Tragekomfort und Erfassungsqualität einige Nachteile aufweist. Beispielsweise muss zur Gewährleistung einer präzisen Messung das Brustband fest über den Brustkorb gespannt sein, um einen Signalverlust während der Bewegung des Körpers zu vermeiden. Außerdem kann das Brustband nach mehreren Stunden des Einsatzes Hautreizungen hervorrufen. Das Brustpflaster hingegen ist klein, wird an der richtigen Stelle angebracht und dehnt sich mit der Bewegung des Brustkorbs. Es ermöglicht eine exakte Messung und bietet auch Menschen mit einer Deformation des Brustkorbs ausgezeichneten Tragekomfort.
Darüber hinaus arbeiten wir an weiteren Sensorlösungen wie beispielsweise gedruckten Elektronikteilen in Strümpfen. Der große Vorteil intelligenter Textilien (Smart Textiles) im Vergleich zu Pflastern ist, dass sie waschbar und mehrfach verwendbar sind. Die Weiterentwicklung von gedruckter Elektronik in Textilien ermöglicht die präzise Messung ohne Kabel und komplizierte Verbindungen. Die HUME-Plattform von Mentech ermöglicht die Kombination verschiedener Sensorlösungen. Wenn EKG- und Hautleitfähigkeitssignale miteinander kombiniert werden, erhöht dies die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Prognose von Stresszuständen. Daraus ergibt sich ein verbessertes Instrument, mit dem sich das Verhalten von Menschen mit geistiger Behinderung oder Demenz nachvollziehen lässt.
Daraus ergibt sich ein verbessertes Instrument, mit dem sich das Verhalten von Menschen mit geistiger Behinderung oder Demenz nachvollziehen lässt. Als Unternehmen freuen wir uns, an Lösungen mitzuwirken, die medizinische Anwendungen ebenso verbessern wie die Lebensqualität und den Komfort von Patienten und medizinischen Fachkräften. Wir sehen große Potenziale für gedruckte Elektronik im Gesundheitssektor. Wenn Sie den Anspruch haben, Ihre medizinische Anwendung patientenfreundlicher zu gestalten und Sie der Meinung sind, dass gedruckte Elektronik ihren Anteil daran haben könnte, wenden Sie sich gerne an uns. Wir freuen uns, mit Ihnen nach möglichen Lösungen zu suchen.