Biotelemetrie

Technologien

Abhängig von der jeweiligen Anwendung werden die passenden Technologien eingesetzt. Das Spektrum reicht hier von der Übertragung per Infrarotlicht über die induktive Übertragung bis zur klassischen Funktechnik.

Die Kombination unterschiedlicher Technologien ermöglicht die Einbindung externer Komponenten wie Patientenschnittstellen oder externer Steuergeräte in komplexe Systeme in der Rehabilitation oder im Home Care Bereich bei der Patienten-Nachsorge. Die Einbettung in die Abteilung "Biomedizinische Mikrosysteme" ermöglicht die Umsetzung von besonders kleinen Systemen und Komponenten.

Induktive Übertragung

Die induktive Übertragung wird häufig für medizinische Implantate angewendet, weil sich mit dieser Technik nicht nur Daten austauschen lassen, sondern auch Energie übertragen lässt, die zum Betrieb des Implantates genutzt werden kann. Aber nicht nur für Implantate ist diese Technik interessant, sondern auch für Transponder, RFID-Tags und solche Anwendungen, in denen ein Sensor und seine Elektronik in einer metallenen Kapselung untergebracht sind und eine drahtlose Übertragung per Funk ausgeschlossen ist.

Beispiele für induktive Anwendungen, welche am IBMT entwickelt worden sind bzw. entwickelt werden, sind:

Der implantierbarer Nervenstimulator "iStim", der zusammen mit der Arbeitsgruppe Neuroprothetik entwickelt wurde. Dieser gestattet eine extrakorporale Programmierung seiner 6 Kanäle.

Ein implantierbarer EMG-Rekorder und Sender, mit dessen Hilfe sich ein Elektromyogramm online aufzeichnen lässt.

Das innerhalb eines vom BMBF geförderten Verbundprojektes "MOTIV_BrainShunt" entwickelte neuartige medizinische Implantat zur Regelung des Hirndrucks bei Hydrocephalus-Patienten.

Das EU-Projekt "MiCRoN", in dem ein Cluster von 5 Mikro-Robotern entwickelt wird, der vordefinierte Aufgaben kooperativ lösen soll. Die Roboter werden mit Hilfe eines induktiven "power floors" drahtlos mit der für ihren Betrieb notwendigen Energie versorgt.

 

Infrarot-Telemetrie

Mit Hilfe von langwelligem Licht kann eine kostengünstige, schnelle Datenübertragung realisiert werden, die sich durch hohe Störsicherheit und geringe Komplexität auszeichnet. Interessant kann diese Technik in denjenigen Fällen werden, in denen man bei kurzer Reichweite preiswerte und weitgehend EMV-sichere Übertragungsstrecken realisieren möchte.

Beispiele für Projekte, in denen am IBMT IR-Übertragungsstrecken entwickelt und aufgebaut wurden/werden sind: Der µFlex-Telemeter, bei dem ein programmierbares Sensor-Frontende (Bolometer) über Infrarot-Lichtpulse mit einem Steuer- und Datenrechner kommuniziert.
Das EU-Projekt "Saliwell", das die Entwicklung eines in einem künstlichen Zahn eingebetteten Elektrostimulators zur Erhöhung der Speichelproduktion für Xerostomie-Patienten zum Ziel hat. Der Patient erhält über eine (IR-)Fernsteuerung die Möglichkeit, die Parameter für die Stimulation individuell anzupassen.

Das EU-Projekt "MiCRoN", in dem ein Cluster von 5 Mikro-Robotern entwickelt wird, der vordefinierte Aufgaben kooperativ lösen soll. Die Roboter tauschen dabei Daten und Signale über eine IR-Schnittstelle aus, die auf dem IrDA-Standard VFIR basiert.

Funktelemetrie

Zur Übermittlung von besonders breitbandigen Signalen, wie zum Beispiel Nervensignalen, wurde am IBMT ein 2,4-GHz-Radio-Transceiver mit Direct Sequence Spread Spectrum Technologie entwickelt. Dieses Modul wurde speziell für die Übertragung für geringe Reichweiten von bis zu 10 m ausgelegt. Es gestattet eine Datenrate von bis zu 2 Mbit/s.

Im Rahmen eines Home-Care-Projektes wurden Funkmodems für das 433 MHz ISM-Band zum Anschluss an die RS-232 Schnittstelle entwickelt und aufgebaut, welche in der Lage sind, ein funkbasiertes Netzwerk zu errichten. Mit ihnen lassen sich Daten mit 9600 bit/s über eine Strecke von ca. 30 m in Gebäuden versenden.

 

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