Medical Smart Textiles: Intelligente Textilien Für Prävention

Transcript

Medical Smart Textiles: Intelligente Textilien für Prävention, Diagnose und Therapie Dr. Christoph Monfeld Frankfurt, 30. Juni 2015, Mobile Health Forum ITA: Werkstoffe und Produktionstechnologien für Mobilität, Bauen, Gesundheit und Energie Mobilität     Struktur Sicherheit Transmission     Energieumwandlung Alternative Energie Effizienz Baubereich Effizienz Produktion Komfort, Interieur Bauen und Wohnen     Energie Strukturwerkstoffe Gesundheit  Innenraumkomfort Geotextilien Membranbau Implantate und Tissue Engineering   Wundauflagen Health Monitoring Warum Fasern? Festigkeit & Steifigkeit Bauteil Verbund Flexibilität & Dehnbarkeit Textil Oberfläche & Porosität Werkstoff    Bauteil Fasern und Textilien - Multiskalenmodell Garn Faser Multiskala Darum Textil:    weich bis ganz elastisch - steif, fest rollbar, faltbar, drapierbar - steif und dimensionsstabil hochsaugfähig - dicht Smart Textiles Auf den ersten Blick… cutecircuit.com “Medical Life Cycle” Nursing Home Home Rehabilitation Ambulance Source: www.temras.de Source: AME, RWTH Clinic Anwendungen für Medical Smart Textiles Biomonitoring MEDICAL SMART TEXTILES Stimulation und Aktorik Wundmonitoring MenschTechnikSchnittstellen Datenübertragung Textile Sensoren & Elektroden Entwicklung von Health Monitoring Systemen  Schadensdetektor in der Schutzweste  Detektion und Lokalisation der Verletzung  Überwachung Herzfrequenz / Pulsschlag  Moosgestickte Elektroden mit Feuchtigkeitsmanagement SmartPro - Smart Protective Clothing for Law Enforcement Personnel (EU FP7-SEC-2013-607295) Schadensdetektion und Verletzungslokalisation (links) durch gestickte Sensoren (rechts) Moosgestickte Elektroden zur Herzfrequenzmessung ohne (links) und mit (Mitte) Feuchtemanagement und Herzschlag-Simulationsmannequin (rechts) Textile Elektroden Knitted electrodes  Integration von textilen Elektroden in Kleidung und ihre Anwendungen • ECG, HR, HRV www.polar.com www.textronic.com • EMG • EEG • sowie verschiedene textile Herstellungsverfahren SmartLife MyHeart Woven Embroidered Song et al., 2010 Textilen EEG-Elektroden (Diagnose) Anwendung: z.B.  Epilepsie  Schlafmedizin Flexibel, komfortabel, unauffällig Ansatz:  Moosstickerei Vorteile:  voluminös und Fasern mit Kontakt  Kombination mit Koppelmedium und mehreren Faserarten möglich Elektrostimulation: EMS Training anwendergetrieben www.miha-bodytec.com Wearable Life Science; wls.club Elektrostimulation: Therapie / Rehabilitation Transkutane elektrische Nervenstimulation (TENS)  Fitness / Sport bis zu Schmerzpatienten • • • • • Guter Hautkontakt Angenehme Haptik Lumbalbandage mit moosgestickten Elektroden (ITA) Feuchtemanagement Waschbeständigkeit (> 50 Waschzyklen) Geringer Oberflächenwiderstand (< 0,5 Ω/sq) Motivation Wundmonitoring  Chronische Wunden sind Wunden, die über einen definierten Zeitraum hinaus bestehen, ohne eine Heilungstendenz aufzuweisen.  2,5 - 4 Millionen Patienten mit chronischen Wunden in Deutschland  70 % (1,76 Millionen) aller Pflegebedürftigen werden zu Hause versorgt1  1,18 Millionen Pflegebedürftige wurden somit allein durch Angehörige gepflegt2 1 J. R. Siewert,Hubert J. Stein. Chirurgie: mit integriertem Fallquiz - 40 Fälle nach neuer AO. Springer Medizin, 2012, S.58 2 Das Statistik Portal: DE Statisch- Statistisches Bundesamt. 70 % der Pflegebedürftigen werden zu Hause versorgt https://www.destatis.de/DE/PresseService/Presse/Pressemitteilungen/2013/ 01/PD13_024_224.html Wundmonitoring Temperatur Gestickte Temperatur Sensoren Feuchtigkeit pH-Wert Gedruckter Feuchtigkeitssensor A. Nocke et al. 2012 W.C.Wong et al. 2014 Detektion von Entzündungen Bestimmung Exsudatlevel Heilungsverlauf / Infektion Textile Antennen: Ortung (z.B. Demenzpatienten) Anwendungsgebiete für textile Antennen: Datenübertragung Satellitennavigation Body Area Networks Verbesserte Richtwirkung und Antennengewinn durch gesticktes Superstrat (RWTH Seed Fund Metamaterialbasierte Textilantennen) Vorteile textiler Antennen:     Flexibilität Gute Integrierbarkeit Leicht Kostengünstig Textile GPS-Antenne (EU-Projekt SmartPro) Smart Textiles Auf den zweiten Blick… Material • Leitfähige Garne, Pasten… Komponenten • Kontaktierung, Schnittstellen… Systeme • Controller, Energie, Daten… Produkte Die Wege müssen sich kreuzen! Flexible Textile Elektronik Elektronik Textilien Elektronik Elektronik Textilien AnwenAnwendung dung Gesundheitswesen Bildquellen: ITA, ITA, IZM, Festplattenersatzteile.de Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Christoph Monfeld Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University Fon +49(0)241 80 23255 [email protected]