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Körpernahe Überwachung bei Neugeborenen: Polyurethan ermöglicht Messung unmittelbar auf der Haut

Würth Elektronik und das Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration in Berlin haben eine elastische elektronische Leiterplatte entwickelt und zur Serienreife gebracht. Sie soll vor allem die Diagnostik bei Neugeborenen entscheidend erleichtern.

Der Neonatologie-Gürtel in der praktischen Anwendung Bildquelle: © Swisstom/CRADL

Der Neonatologie-Gürtel in der praktischen Anwendung

Das üblicherweise beim Leiterplattenbau verwendete Standardbasismaterial, ein Gemisch aus Epoxidharz und Glasfaser, hat sich zwar in millionenfacher Weise in der Praxis bewährt. Da es nicht flexibel ist, grenzt es den Einsatz von Leiterplatten und damit von Elektronik jedoch ein. Vor vier Jahren begann die Abteilung Forschung und Entwicklung der Würth Elektronik in Rot am See gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut mit der Entwicklung einer Alternative: Polyurethan (PUR) ist dehnbar, lässt sich zusammenfalten, zusammenknüllen und ist waschbar – sogar in der Waschmaschine, bei 30 Grad im Schonprogramm, was bei Anwendungen der Leiterplatte direkt auf der menschlichen Haut ein wichtiger Aspekt ist. Ein Anwendungsgebiet dürfte in Zukunft vor allem der Medizinbereich sein, ist Dr. Jan Kostelnik, Leiter der Abteilung Forschung und Entwicklung von Würth Elektronik CBT, überzeugt.

Das Produkt hat Serienreife erlangt. Anwendung findet die elastische Leiterplatte jetzt in einem Messinstrument der Schweizer Firma Swisstom AG zur Überwachung der Herz- und Lungenfunktion. Durch das dehnbare, hautfreundliche Material der Leiterplatte ist die Messung nicht mehr nur bei Erwachsenen, sondern auch bei Säuglingen möglich. Die hautfreundliche Leiterplatte ist dabei in einen Gürtel eingearbeitet, der auf dem Körper des Babys aufliegt. »Die Elektroimpedanztomographie ist eine strahlungsfreie Überwachungsmethode und macht Röntgenaufnahmen überflüssig«, betont Dr. Jan Kostelnik von Würth Elektronik.

Die Entwicklung des Gürtels zur Messung von Herz- und Lungenfunktion bei Neugeborenen dauerte insgesamt drei Jahre und umfasste ein Jahr Forschung, ein Jahr Prototypenentwicklung im Rahmen des EU-Projektes CRADL (Continuous Regional Analysis Device for neonate Lung) und ein Jahr Produktentwicklung bis zur Serienreife.

Guido Schelling, COO von Swisstom, erklärt die Funktionsweise des Messgürtels: »Unsere Produkte basieren auf dem Prinzip der elektrischen Impedanztomographie (EIT).« Dabei handelt es sich um Bildgebungsverfahren für Intensivmediziner, Pneumologen und Physiotherapeuten, das Echtzeitinformationen zur regionalen Beatmung bereitstellt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden muss der Patient bei der EIT nicht durch einen Sensor atmen, es kommen keine ionisierenden Röntgenstrahlen zum Einsatz und die EIT kann über mehrere Tage angewendet werden. Die Methode kann daher kontinuierlich und zur Überwachung der Behandlungseffektivität in Echtzeit direkt am Patientenbett eingesetzt werden.

Lesetipp der Redaktion: Mehr über elastische Leiterplatten aus Polyurethan erfahren Sie in Ausgabe 3 (EVT 14. Juni 2018) der Medizin+elektronik. Dort gewährt Würth Elektronik einen Einblick in die Herstellung und Anwendung solcher Bauteile.

(me)