Radarbasierte Messung von Vitalzeichen und Herztönen
Anwendungen
Wussten Sie bereits, dass Hochfrequenzsensorik und besonders berührungslose und unsichtbare low-power Radartechnologie unter anderem folgendes ermöglicht?
- Überwachung des Fahrerzustands in Verkehrsmitteln (LKW, Zug, Flugzeug, Taxi)
- Anonymes Monitoring des Stress- und Erholungszustands von Reisegästen in Verkehrsmitteln
- Berührungslose und hochauflösende Überwachung von Babys beim Schlafen
- Detektion von Schlafapnoe
- Bestimmung des aktuellen Zeitpunkts im Herzzyklus (Systole bzw. R-Zacke im EKG, Diastole bzw. T-Welle im EKG)
Messbare Vitalzeichen und deren Bedeutung
Puls und Atmung sind die primären Vitalzeichen. Durch deren Kenntnis kann der aktuelle physiologische Zustand einer Person oder eines Tieres sehr genau zu bestimmt werden. Grundsätzlich wird hierbei zwischen drei in der Genauigkeit verschiedenen Stufen der Herzratendetektion unterschieden.
- Mit geringster Messauflösung kann die Herzrate gut bestimmt werden, wodurch sich Aussagen über den aktuellen Aktivitätszustand oder auch den mittleren Ruhepuls treffen lassen.
- In der zweiten Stufe ist die Messung der Herzrate so genau, dass zusätzlich die zeitlichen Abstände zwischen den einzelnen Herzschlägen auf wenige Millisekunden genau bestimmt werden können, die als Inter-Beat-Intervalle (IBI) bezeichnet werden. Die zeitliche Variation dieser Abstände, auch Herzratenvariabilität (HRV) genannt, kann zur indirekten Messung der Atemfrequenz verwendet werden. Zudem gibt sie Auskunft über den Zustand des autonomen Nervensystems und damit über den momentanen Stress- bzw. Erholungszustand. Eine geringe HRV beschreibt dabei einen gestressten und eine hohe HRV einen entspannten Zustand.
- Ein weiterer wichtiger Parameter, der vom Arzt konventionell durch ein Stethoskop erfasst wird, sind die Herztöne. Bei gesunden erwachsenen Personen sind pro Herzschlag zwei kurz aufeinanderfolgende Herztöne zu hören. Durch die Detektion von einem 3. oder 4. Herzton kann bei Erwachsenen mit großer Sicherheit von einem pathologischen Herzfehler oder einer Herzerkrankung ausgegangen werden. Der erste Herzton ist dabei synchron zur R-Zacke im EKG und markiert somit den Beginn der Systole. Der zweite Herzton tritt zeitgleich mit der die T-Welle im EKG auf und leitet die Diastole ein.
Alle drei Stufen, das heißt die Herzrate, Atemrate, Herzratenvariabilität und die Herztöne, können mit Syknos Radartechnologie gleichzeitig, hochgenau, kontaktlos, robust und unabhängig von der Umgebungshelligkeit direkt detektiert werden. Im Vergleich zu anderen radarbasierten Produkten, die einzig Atmung oder Bewegungen erkennen, ist mit Syknos Systemen eine deutlich validere Aussage über medizinisch relevante Parameter möglich. Dabei können die Radarsysteme in Sitzlehnen, Matratzen, unter Betten oder hinter Verkleidungen versteckt werden.
Verglichen mit der Messung mittels EKG wird der Aufwand hier deutlich reduziert, da keine Elektroden notwendig sind. Gleichzeitig wird der Personalaufwand verringert und die Hygiene durch die berührungslose Messung erhöht. Außerhalb der medizinischen Anwendung sind, wie bereits zu Beginn gezeigt, auch die Nutzungsmöglichkeiten im Verbraucherbereich vielfältig. Besonders hervorzuheben ist die Anonymität, die durch Radar im Vergleich zu kamerabasierten Ansätzen gegeben ist. Wichtig zu erwähnen ist auch, dass sich je nach Anwendung die Anforderungen an das System ändern, weshalb für maximale Performanz ein darauf zugeschnittenes Radarsystem unabdingbar ist.
Produkt ViRa24
Wie kann sich ihr Produkt mit Radartechnologie zur berührungslosen Messung von Vitalzeichen und Herztönen verbessern? Sykno macht Ihnen die Technologie zugänglich, mit der Sie das Leben Ihrer Patienten oder Kunden und deren Customer Experience verbessern können. Weitere Details zum Vitalparameter-Evaluationssystem ViRa24 finden Sie hier.
Sie wollen mehr über diese hochgenaue radarbasierte Vitalzeichenmessung wissen oder haben Lust auf eine ganz unverbindliche Live-Demo?
Dann freuen wir uns auf Ihre Nachricht!
Weitere Informationen
Wenn Sie sich für die allgemeine Funktionsweise des Radars interessieren, besuchen Sie doch gerne diesen Artikel. Einen Überblick über weitere Anwendungen gibt die hier vorgestellte Veröffentlichung. Wissenschaftliche Publikationen zur präsentierten Technologie sind in unseren Referenzen zu finden.
Reale Messdaten, die die Signalqualität bei verschiedenen Personen und mit unterschiedlicher Kleidung belegen, werden im folgenden Video präsentiert: