Im Krankenhaus werden Patient:innen zur Überwachung ihrer Vitalfunktionen per Kabel an Geräte angeschlossen. Das kann unter Umständen beim Schlaf störend sein oder ist in vielen Fällen, wie bei schweren Verbrennungen, gar nicht möglich. Mithilfe eines photonischen Radar soll sich die Atmung mehrerer Patient:innen gleichzeitig berührungslos überwachen lassen können. Forscher:innen der der University of Sydney haben dieses Gerät entwickelt. Die Innovation soll in Krankenhäusern, Altenpflege-Einrichtungen und zu Hause eingesetzt werden, um Menschen mit Atemwegsproblemen berührungslos zu überwachen. Die dazu verfasste Studie erschien in "Nature Photonics".
Datenschutz ein Hindernis
Bisher ist berührungslose Überwachung mit Kameras möglich, doch dabei gibt es Probleme mit der Privatsphäre, denn es müssten "hochauflösende Bilder von den Patienten aufgezeichnet und in der Cloud-Computing-Infrastruktur gespeichert werden", sagt Ben Eggleton, der das Gerät mitentwickelt hat. Außerdem seien sie unzuverlässig, wenn sich Lichtverhältnisse ändern und kämen mit unterschiedlichen Hautfarben nicht zurecht.
Das System auf der Basis von photonischem Radar hat hier hingegen keine Probleme. Statt mit Elektronen setzen die Forscher in Australien Photonen, also Lichtteilchen ein, um Radiosignale zu erzeugen. Das verbessert die Bandbreite und vor allem die Auflösung in einer gewissen Entfernung, sodass zwischen Zielen, also nah beieinander liegenden Patient:innen, unterschieden werden kann. "Photonic Radar verwendet ein lichtbasiertes, photonisches System anstelle herkömmlicher Elektronik, um Radarsignale zu erzeugen, zu sammeln und zu verarbeiten", erläutert Mitentwickler Ziqian Zhang. "Dieser Ansatz ermöglicht eine sehr breitbandige Erzeugung von Hochfrequenzsignalen, die eine hochpräzise und gleichzeitige Mehrfachverfolgung von Motiven ermöglicht."
Kombination zweier Methoden soll Erfolg bringen
Die Forscher:innen ergänzten ihr photonisches System um Light Detection and Ranging (LiDAR), das gepulste Lichtwellen zur Entfernungsmessung nutzt. Während LiDAR allein eine gute Reichweite und Auflösung bietet, ist seine Fähigkeit, Objekte zu durchdringen, begrenzt. Die Kombination von Radar und LiDAR bietet höchste Überwachungssicherheit. Bei Tests ermittelten die Wissenschaftler, dass das Radar die Atemfrequenz von zwei Zielen, die etwa 25 Zentimeter voneinander entfernt sind, in Echtzeit genau erfasst. Es erkannte unregelmäßige Atemmuster im Sekundenbereich, darunter ungewöhnlich langes Ein- und Ausatmen sowie Atemaussetzer. (pressetext.redaktion)
www.sydney.edu.au
Kommentar schreiben