Helfer für Ersthelfer

Physik Journal - Innerhalb weniger Sekunden prüft ein Sensor Puls und Atmung

In Deutschland erleiden jedes Jahr etwa 100 000 Menschen einen plötzlichen Herzstillstand. Häufige Ursachen sind ein Herzinfarkt oder schwere Verletzungen bei einem Unfall. Ersthelfer sind oft unsicher, da es selbst mit den Geräten der ausgebildeten Notfallhelfer nicht immer leicht ist, eine fehlende Durchblutung des Gehirns schnell und zuverlässig zu diagnostizieren. Für die Patienten sinkt aber mit jeder Minute ohne Reanimation die Wahrscheinlichkeit zu überleben um zehn Prozent.

Abb.: Klein und handlich: Der Erste-Hilfe-Sensor ist nicht größer als eine Walnuss. (Bild: Marc Jäger)

Wissenschaftler des Instituts für Biomedizinische Technik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben nun einen Sensor entwickelt, der dem Helfer bereits nach zehn Sekunden mitteilt, ob eine Reanimation erforderlich ist. Dazu wird der Sensor auf den Hals des Patienten zwischen Kehlkopf und Schlüsselbein aufgeklebt.

Das walnussgroße Gerät enthält einen elektrischen Schwingkreis, an den eine Kondensatorplatte angekoppelt ist. Die Hautoberfläche des Patienten dient als zweite Kondensatorplatte. Da sich der Pulsschlag eines Patienten durch schnellere mechanische Schwingungen und die Atmung durch langsamere bemerkbar machen, verändert sich der Abstand der Kondensatorplatten periodisch. Dies wirkt sich wiederum auf die Resonanzfrequenz des elektrischen Schwingkreises aus. Aus dieser Veränderung leiten die Forscher ein Spannungssignal ab.

Die relevanten Kapazitätswerte des Kondensators liegen fast im Attofaradbereich und variieren wegen der unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheit der Haut relativ stark, weshalb sich Atmung und Puls nur aus einer Fourier-Analyse ableiten lassen. Die hierfür erforderlichen Logikchips stecken ebenfalls in dem walnussgroßen Gehäuse des Geräts.

Über ein Klassifikationsverfahren, das auf realen Patientendaten beruht, haben die KIT-Forscher den Erste-Hilfe-Sensor so weit trainiert, dass er in neun von zehn Fällen das richtige Ergebnis liefert. Sie wollen ihn noch weiter verbessern und im Jahr 2010 mit einem Industriepartner auf den Markt bringen.

Michael Vogel
Physik Journal, März 2009, S. 17

AL