Medical Smart Textiles: Intelligente Textilien für Prävention

Medical Smart Textiles: Intelligente Textilien für
Prävention, Diagnose und Therapie
Dr. Christoph Monfeld
Frankfurt, 30. Juni 2015, Mobile Health Forum
ITA:
Werkstoffe und Produktionstechnologien
für Mobilität, Bauen, Gesundheit und Energie
Mobilität
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Struktur
Sicherheit
Transmission
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Energieumwandlung
Alternative Energie
Effizienz Baubereich
Effizienz Produktion
Komfort, Interieur
Bauen und Wohnen
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Energie
Strukturwerkstoffe
Gesundheit
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Innenraumkomfort
Geotextilien
Membranbau
Implantate und
Tissue Engineering
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Wundauflagen
Health Monitoring
Warum Fasern?
Festigkeit & Steifigkeit
Bauteil
Verbund
Flexibilität & Dehnbarkeit
Textil
Oberfläche & Porosität
Werkstoff
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Bauteil
Fasern und Textilien - Multiskalenmodell
Garn
Faser
Multiskala
Darum Textil:
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weich bis ganz elastisch - steif, fest
rollbar, faltbar, drapierbar - steif und dimensionsstabil
hochsaugfähig - dicht
Smart Textiles
Auf den ersten Blick…
cutecircuit.com
“Medical Life Cycle”
Nursing
Home
Home
Rehabilitation
Ambulance
Source: www.temras.de
Source: AME, RWTH
Clinic
Anwendungen für Medical Smart Textiles
Biomonitoring
MEDICAL
SMART
TEXTILES
Stimulation
und Aktorik
Wundmonitoring
MenschTechnikSchnittstellen
Datenübertragung
Textile Sensoren & Elektroden
Entwicklung von
Health Monitoring Systemen
 Schadensdetektor in der
Schutzweste
 Detektion und Lokalisation der
Verletzung
 Überwachung Herzfrequenz /
Pulsschlag
 Moosgestickte Elektroden mit
Feuchtigkeitsmanagement
SmartPro - Smart Protective Clothing for
Law Enforcement Personnel
(EU FP7-SEC-2013-607295)
Schadensdetektion und
Verletzungslokalisation (links)
durch gestickte Sensoren (rechts)
Moosgestickte Elektroden zur Herzfrequenzmessung
ohne (links) und mit (Mitte) Feuchtemanagement und
Herzschlag-Simulationsmannequin (rechts)
Textile Elektroden
Knitted electrodes

Integration von textilen Elektroden
in Kleidung und ihre Anwendungen
• ECG, HR, HRV
www.polar.com
www.textronic.com
• EMG
• EEG
• sowie verschiedene textile
Herstellungsverfahren
SmartLife
MyHeart
Woven
Embroidered
Song et al., 2010
Textilen EEG-Elektroden (Diagnose)
Anwendung: z.B.
 Epilepsie
 Schlafmedizin
Flexibel, komfortabel, unauffällig
Ansatz:
 Moosstickerei
Vorteile:
 voluminös und Fasern mit Kontakt
 Kombination mit Koppelmedium und
mehreren Faserarten möglich
Elektrostimulation: EMS Training
anwendergetrieben
www.miha-bodytec.com
Wearable Life Science; wls.club
Elektrostimulation: Therapie / Rehabilitation
Transkutane elektrische Nervenstimulation
(TENS)
 Fitness / Sport bis zu
Schmerzpatienten
•
•
•
•
•
Guter Hautkontakt
Angenehme Haptik
Lumbalbandage mit moosgestickten Elektroden (ITA)
Feuchtemanagement
Waschbeständigkeit (> 50 Waschzyklen)
Geringer Oberflächenwiderstand
(< 0,5 Ω/sq)
Motivation Wundmonitoring
 Chronische Wunden sind Wunden, die
über einen definierten Zeitraum hinaus
bestehen, ohne eine Heilungstendenz
aufzuweisen.
 2,5 - 4 Millionen Patienten mit
chronischen Wunden in Deutschland
 70
%
(1,76
Millionen)
aller
Pflegebedürftigen werden zu Hause
versorgt1
 1,18 Millionen Pflegebedürftige wurden
somit allein durch Angehörige gepflegt2
1 J. R. Siewert,Hubert J. Stein. Chirurgie: mit integriertem Fallquiz - 40 Fälle nach neuer AO. Springer Medizin,
2012, S.58
2 Das Statistik Portal: DE Statisch- Statistisches Bundesamt. 70 % der Pflegebedürftigen werden zu Hause
versorgt https://www.destatis.de/DE/PresseService/Presse/Pressemitteilungen/2013/ 01/PD13_024_224.html
Wundmonitoring
Temperatur
Gestickte Temperatur
Sensoren
Feuchtigkeit
pH-Wert
Gedruckter
Feuchtigkeitssensor
A. Nocke et al. 2012
W.C.Wong et al. 2014
Detektion von
Entzündungen
Bestimmung
Exsudatlevel
Heilungsverlauf /
Infektion
Textile Antennen: Ortung (z.B. Demenzpatienten)
Anwendungsgebiete für textile Antennen:
Datenübertragung
Satellitennavigation
Body Area Networks
Verbesserte Richtwirkung und
Antennengewinn durch gesticktes
Superstrat (RWTH Seed Fund
Metamaterialbasierte Textilantennen)
Vorteile textiler Antennen:




Flexibilität
Gute Integrierbarkeit
Leicht
Kostengünstig
Textile GPS-Antenne
(EU-Projekt SmartPro)
Smart Textiles
Auf den zweiten Blick…
Material
• Leitfähige Garne, Pasten…
Komponenten
• Kontaktierung, Schnittstellen…
Systeme
• Controller, Energie, Daten…
Produkte
Die Wege müssen sich kreuzen!
Flexible
Textile
Elektronik
Elektronik
Textilien
Elektronik
Elektronik
Textilien
AnwenAnwendung
dung
Gesundheitswesen
Bildquellen: ITA, ITA, IZM, Festplattenersatzteile.de
Vielen Dank
für Ihre Aufmerksamkeit
Dr. Christoph Monfeld
Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University
Fon +49(0)241 80 23255
[email protected]

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