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Herz-Rhythmusstörungen Aussagekräftige Elektrokardiogramme im Oesophagus

| Redakteur: Kathrin Schäfer

Der Prototyp eines neuartigen Mini-Aufnahmegerätes kann Langzeit-EKGs im Oesophagus mit deutlich höherer Qualität erstellen als bisher möglich. Das erschließt dem neuartigen Gerät neben den klinischen Möglichkeiten ein beachtliches wirtschaftliches Potenzial. Für die erforderlichen Klinischen Studien kooperieren die Forscher-Teams von HuCE microLab und der Uni Artorg mit Kardiologen des Inselspitals Bern und des Bürgerspitals Solothurn.

Der erste für klinische Studien entwickelte und geprüfte Prototyp des neuen oesophagealen EKG-Recorders im Entwurfsprozess…
Der erste für klinische Studien entwickelte und geprüfte Prototyp des neuen oesophagealen EKG-Recorders im Entwurfsprozess…
(Bild HuCE-BFH)

Herz-Rhythmusstörungen lassen sich nur selten beobachten, da sie meist von sehr kurzer Dauer sind. Die heutige Diagnostik beruht auf dem Elektrokardiogramm (EKG), das mit Hautelektroden abgeleitet wird. Grundsätzlich steigt die Diagnosezuverlässigkeit mit der Aufzeichnungsdauer und der Aufnahmequalität. Erreicht wird dies mit dem neuartigen EKG-Recorder, der Langzeitmessungen in der Speiseröhre (Oesophagus) ermöglicht und sich gegenüber herkömmlichen EKG-Geräten durch längere Aufnahmezeiten und besserer Aufnahmequalität auszeichnet.

Mikrotechnik steigert die Diagnosezuverlässigkeit

Die Forscher am Institut für Human Centered Engineering (HuCE) der Berner Fachhochschule in Biel und am Artorg (Center for Biomedical Engineering Research) der Universität Bern haben das Problem mit fortgeschrittener Mikrotechnik angepackt. Sie leiten die EKG-Signale von der Mucosa, der Schleimhaut des Oesophagus, ab. Die Mucosa ist ein optimales bio-elektrisches Interface und liefert Daten wesentlich höherer Qualität als herkömmliche Holter-Geräte mit Hautelektroden.

Prototyp mit „ultra-low-power“ Chip-Design

Der nun vorliegende Prototyp misst nur 1,5 x 1,8 x 5 cm, wiegt lediglich 22 Gramm und lässt sich unauffällig hinter dem Ohr tragen. In einer Weiterentwicklung stellen sich die Forscher der Herausforderung, die gesamte Elektronik in der Sonde unterzubringen, deren Innendurchmesser nur 2 mm misst.

Neben den Elektroden ist Raum für die Datenspeicherung und Energieversorgung notwendig. Mit herkömmlicher Datenerfassung würden in den vorgesehenen 30 Aufnahmetagen mehr als 6 Giga-Byte Daten anfallen. Mit nicht-adaptiven Datenkomprimierungs-Verfahren lösen die HuCE-Forscher dieses Problem, indem ihre Verfahren Signale nur bei Bedarf abtasten und gleichzeitig die inhärente Redundanz der EKG-Signale nutzen. So wird das Systemvolumen erheblich reduziert, indem sowohl Energie in der Datenaufnahme, als auch Volumen in der Datenspeicherung gespart wird. Für noch mehr Energieeffizienz kommen aus der Uhrenbranche bekannte „ultra-low-power“ Chip-Design Techniken zum Einsatz.

Human Centered Engineering (HuCE) der Berner Fachhochschule

CH-2502 Biel

www.huce.ti.bfh.ch

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