Projekte

After Lab on a Chip

Vor dem Hintergrund der mobilen Erfassung, Verarbeitung und Übertragung von patientenseitigen Vitalparametern und Biosignalen stellt das Projekt ein weiteres essentielles Bindeglied zwischen der technischen Entwicklung tragbarer Sensorik und der Integration erfasster Daten in die Versorgungspraxis dar. Dieses Projekt untersucht die Fragestellungen, wie relevante Daten beim Patienten vor Ort erfasst, diese effizient und sicher übertragen und anschließend im Hinblick auf vordefinierte Grenzwerte und Auffälligkeiten untersucht werden können. Auf diese Weise lassen sich bedarfsgerechte und unmittelbare medizinische Maßnahmen einleiten, welche die Gesundheit der Patienten sicherstellen und zugleich wertvolle arztseitige Ressourcen für die Behandlung weiterer Patienten frei werden lassen. 

Die aktuelle medizinische Diagnostik hat eine Vielzahl an Problemen. Während ein medizinischer Notfall eintritt, sind üblicherweise keine Geräte an den Patienten angeschlossen, um die Veränderung seines Zustandes zu registrieren und für eine spätere Diagnose zu archivieren. Nach einem Notfall werden häufig Vitaldaten wie zum Beispiel Blutwerte erfasst, um auf die Ursache zurückzuschließen. Weiterhin wäre es vorteilhaft, beim Eintreten eines Notfalls automatisch einen Notarzt zu kontaktieren, an den die Echtzeitdaten übertragen werden, während er sich auf dem Weg zum Patienten befindet, sodass er die Diagnose bereits erstellt hat, wenn er am Notfallort eintrifft, und direkt mit der Behandlung beginnen kann. Eine Lösung für all diese Probleme könnte ein hochintegrierter Mikrochip sein, der bei chronisch kranken oder Risikopatienten dauerhaft mit direktem Kontakt zum Blutkreislauf implantiert wird. Dieser könnte rund um die Uhr relevante Vitaldaten wie Blutzuckerwerte, Nierenwerte, Blutbild, Herzenzyme und Blutgerinnungsfaktoren übermitteln. Diese Daten könnten komprimiert und drahtlos an eine Cloud übertragen werden. Hier könnten die Daten mit Hilfe von maschinellem Lernen analysiert werden und gegebenenfalls ein Arzt kontaktiert werden, der weitere Schritte einleiten kann. 

Zur Umsetzung eines solchen Chips müssten folgende umfangreiche Teilfragen geklärt werden: 

  • Rechtfertigung von internem Monitoring gegenüber einem externen. 
  • Wie kann die Bioverträglichkeit sichergestellt werden? 
  • Welche physischen und (bio-)chemischen Effekte sollen gemessen werden? 
  • Welche Sensorelemente/-technologien werden benötigt?
  • Wie funktioniert die Signalverarbeitung von Biodaten zu digitalen Daten?
  • Wie erfolgt die Datenverarbeitung und -auswertung, sowohl intern auf dem implantierten Chip als auch extern in der Cloud? 
  • Wie erfolgt die Datenübertragung aus dem Körper heraus? 
  • Wie wird die Energieversorgung sichergestellt? 
  • Wie erfolgt das Datenmanagement im Backbone bzw. in der Klinik?