Forschungsinitiative von Nokia, Fraunhofer HHI und Charité Drahtlose Sensortechnologien für das Gesundheitswesen

Nokia, das Fraunhofer HHI und die Charité erforschen drahtlose Sensortechnologien für medizinische Anwendungen. Im Mittelpunkt stehen Sub-THz-Frequenzen zur Fernüberwachung menschlicher Vitalparameter für neue nicht-invasive Überwachungs- und Diagnoselösungen.

Sub-THz-Frequenzen (90 bis 300 GHz) sind aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften besonders geeignet für drahtlose Sensoranwendungen. Diese Anwendungen funktionieren ähnlich wie Radar, sind aber wegen der sehr kurzen Wellenlängen und der hohen Bandbreite von Sub-THz deutlich genauer. Die Forschungsinitiative aus Nokia Bell Labs, Fraunhofer HHI und der Charité untersucht, wie Sensornetze mit diesen Frequenzen hochauflösende räumliche Scans in Krankenhäusern erstellen können, um die Vitalfunktionen von Patienten zu überwachen.

In einem Patientenzimmer könnte das Sensornetz beispielsweise den individuellen Herzschlag und die Atemfrequenz jedes Patienten im Raum erkennen und unterscheiden – ohne EKG-Elektroden oder Pulsoximeter. Mithilfe von Beamforming-Technologien könnte das Sensornetz theoretisch einzelnen Patienten auch dann folgen und ihre Vitalfunktionen kontinuierlich überwachen, wenn sie auf die Toilette gehen oder sich innerhalb des Krankenhauses bewegen.

Sub-THz-Sensornetze hätten eine Reihe von Vorteilen für den Gesundheitsbereich. Sie erfordern keinen physischen Kontakt mit dem menschlichen Körper, wodurch Fehlalarme etwa durch versehentliches Entfernen von Elektroden vermieden werden. Sie ermöglichen den Patienten mehr Bewegungsfreiheit und den Krankenhäusern eine kontinuierliche Überwachung von Herz und Atmung für einen großen Teil ihrer Patientinnen und Patienten. Die Technologie könnte auch neue Anwendungen für die häusliche Pflege ermöglichen. Beispielsweise könnten intelligente Haustechniksysteme die Vitaldaten von Patienten überwachen und Ärzte bei Veränderungen benachrichtigen.

Die gemeinsame Forschungsinitiative vereint drei führende Organisationen aus den Bereichen Technologie und medizinische Forschung. Das Fraunhofer HHI bringt als Pionier im Bereich Kommunikation und Multimedia seine Expertise in der Sensortechnologie ein. Die Charité, Europas größte Universitätsklinik, wird die Sensortechnologie validieren und evaluieren. Nokia Bell Labs, eines der weltweit führenden anwendungsorientierten Forschungsinstitute, bringt seine Kompetenzen in den Bereichen Funkdesign und Sensortechnologien ein.

Nokia Bell Labs erforscht zahlreiche Möglichkeiten, das Funkspektrum für neue Sensortechnologien zu nutzen. Ein wesentlicher Bestandteil zukünftiger 6G-Netze ist beispielsweise JCAS (Joint Communications and Sensor Systems), mit dem die Netze ihre Umgebung erfassen können.

Peter Vetter, President von Bell Labs Core Research bei Nokia, sagt: „Es ist ein guter Tag, wenn wir neue Anwendungen für unsere Forschung jenseits der Kommunikationsbranche finden. Drahtlose Sensorik ist ein grundlegender Bestandteil unserer langfristigen 6G-Vision. Wenn wir diese Konzepte jedoch auch für bessere Lösungen im Gesundheitswesen anwenden können, schaffen wir zusätzlichen Nutzen für die Gesellschaft.“

Prof. Sascha Treskatsch, Leiter der Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin am Campus Benjamin Franklin, Charité – Universitätsmedizin Berlin, sagt: „Wir benötigen flexiblere und weniger invasive Monitoring-Lösungen, die sich leicht in den Alltag integrieren und in die Informationssysteme von Krankenhäusern einbinden lassen.“

Prof. Slawomir Stanczak, Leiter der Abteilung für Drahtlose Kommunikation und Netze am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) und Leiter der Arbeitsgruppe Netzwerktheorie an der Technischen Universität Berlin, sagt: „Die Sub-THz-Technologie birgt enormes Potenzial, die Medizin zu revolutionieren. Mit ihren hohen Bandbreiten für Kommunikation und Sensorik ermöglicht sie die Echtzeitüberwachung von Vitalparametern und eine präzisere Nachverfolgung von Behandlungsfortschritten. Diese Technologie kann die Art und Weise, wie wir Krankheiten erkennen und Patienten behandeln, grundlegend verändern.“

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