Winziger Blutdruckmesser

Physik Journal - Mit einem Sensor in der Arterie lässt sich der Blutdruck präzise messen

In Deutschland leiden etwa zehn Millionen Menschen an Bluthochdruck. Ein Prozent von ihnen sind Kandidaten für eine Langzeitüberwachung, weil sich ihr Blutdruck besonders schwer einstellen lässt. Dazu tragen diese Patienten ein externes Blutdruckmessgerät mit einer aufblasbaren Manschette am Arm, um den aktuellen Wert in regelmäßigen Abständen zu ermitteln. Das ist besonders nachts störend. Die Firma Dr. Osypka GmbH, Rheinfelden, und das Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme in Duisburg haben daher zusammen mit weiteren Partnern einen integrierten Drucksensor entwickelt, der sich in die Leistenschlagader einführen lässt.

Abb.: Der integrierte Drucksensor (hier ohne Kapselung) ist so klein, dass er sich durch einen Katheter einführen lässt. (Bild: Fraunhofer-IMS)

Der Sensor ermittelt mit 48 kapazitiven Mess- und Referenzdruckdosen 30 Mal pro Sekunde den Blutdruck. Eine einzelne Dose hat 96 µm Durchmesser und eine Bauhöhe von 2 µm. Sie sind in CMOS-Technologie zusammen mit der erforderlichen Auswerteelektronik auf einem 0,55 mm mal 4,8 mm kleinen Chip gefertigt. Der Sensor ist in einem rund 1,5 cm langen und 1 mm dicken Gehäuse eingekapselt. Von dieser Messspitze überträgt ein Mikrokabel, das in einem ebenfalls implantierten passiven Transponder endet, das Signal. Die Dimensionen orientieren sich an den geometrischen Vorgaben für minimalinvasive Eingriffe.

Ausgelegt ist das Messsystem für den Bereich von 900 bis 1400 mbar und für Temperaturen zwischen 30 und 45 °C. Es erreicht eine Genauigkeit von ± 2 mbar und kann die Daten über eine Distanz von 8 cm übertragen. Die Leistungsaufnahme liegt während der Messung maximal bei 300 µW.

Die Projektbeteiligten haben den Blutdrucksensor bereits an einem künstlichen Gefäßsystem getestet. Derzeit laufen Tierversuche, die als Vorbereitung auf eine spätere klinische Prüfung an Probanden dienen.

Michael Vogel
Physik Journal, Februar 2009, S. 14

AL