Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT
Die Vitalfunktionen von frühgeborenen Kindern werden im klinischen Umfeld besonders gut überwacht. In der Regel kommen für das Monitoring von Herz- und Atmungsaktivitäten herkömmliche Kontaktsensoren zum Einsatz. Sie können jedoch die fragile Haut des Kindes belasten und wichtige Ruhe- und Schlafphasen stören. Des Weiteren geht für Kliniken die Verwendung von Einwegsensoren mit entsprechendem Personalaufwand und hohen Kosten einher.
Im Projekt »NeokoM – Neonatales kontaktloses Monitoring« wird an einem Radarsystem geforscht, das in der Klinik einfach, simultan und kontaktlos mehrere Vitaldaten von Frühgeborenen überwacht, insbesondere Atmung und Herzschlag. Das Radar am Bettchen der Patientin oder des Patienten soll Atmung und Pulswellen durch kleinste Bewegungen an der Hautoberfläche erkennen. Die größte Herausforderung für die Forschenden liegt darin, die Signalanteile von Atmung und Herzschlag robust zu trennen und zugleich Störsignale (»Artefakte«) durch Bewegungen des Kindes zu erkennen.
Die Expertinnen aus Forschung und Medizin erwarten durch die kontaktlose Erfassung von Vitaldaten positive Effekte in der Versorgung und Therapie der frühgeborenen Kinder, die ihre Startbedingungen verbessern und Langzeitfolgen aufgrund der zu frühen Geburt reduzieren können.
Aufgaben der Projektpartner
Im Projekt »NeokoM« bringt das Fraunhofer IDMT seine Erfahrungen aus der Entwicklung eines Radarsystems für den Einsatz im Schlafmonitoring von Erwachsenen ein. Durch einen neuartigen Messansatz und eine optimale Positionierung des Radars werden die Vitaldaten einzelner Abschnitte des Körpers erfasst, was eine robustere Signaltrennung von Atmung und Herzschlag ermöglicht. Die bestehende Technologie passen die Forschenden für die Vitaldatenerfassung bei den wesentlich kleineren Körpern von Früh- und Neugeborenen an. Dazu gehört auch die Entwicklung einer automatischen Datenanalyse inklusive Erkennung von Artefakten mittels KI-Algorithmen.
Die Koordination des Vorhabens liegt bei der GETEMED Medizin- und Informationstechnik AG, die neben dem Anforderungsmanagement und der Spezifizierung der Radarfunktionen auch das Design und die Umsetzung eines Technologiedemonstrators fokussiert.
Die Klinik für Kinder- und Jugendmedizin am Universitätsklinikum Jena bringt wichtige Einblicke aus dem Umgang mit den Patientinnen und Patienten ins Projekt ein. Sie sammelt Referenzdaten und führt erste Pilotstudien durch. Auch der im Projekt entstehende Demonstrator soll im Klinikalltag erprobt werden.