Medical Smart Textiles: Intelligente Textilien für Prävention, Diagnose und Therapie

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1 Medical Smart Textiles: Intelligente Textilien für Prävention, Diagnose und Therapie Dr. Christoph Monfeld Frankfurt, 30. Juni 2015, Mobile Health Forum

2 ITA: Werkstoffe und Produktionstechnologien für Mobilität, Bauen, Gesundheit und Energie Mobilität Struktur Sicherheit Transmission Komfort, Interieur Energie Energieumwandlung Alternative Energie Effizienz Baubereich Effizienz Produktion Bauen und Wohnen Strukturwerkstoffe Innenraumkomfort Geotextilien Membranbau Gesundheit Implantate und Tissue Engineering Wundauflagen Health Monitoring

3 Werkstoff Bauteil Fasern und Textilien - Multiskalenmodell Warum Fasern? Festigkeit & Steifigkeit Flexibilität & Dehnbarkeit Oberfläche & Porosität Bauteil Verbund Textil Garn Faser Multiskala Darum Textil: weich bis ganz elastisch - steif, fest rollbar, faltbar, drapierbar - steif und dimensionsstabil hochsaugfähig - dicht

4 Smart Textiles Auf den ersten Blick cutecircuit.com

5 Medical Life Cycle Nursing Home Home Rehabilitation Ambulance Source: AME, RWTH Clinic Source:

6 Anwendungen für Medical Smart Textiles Biomonitoring MEDICAL SMART TEXTILES Stimulation und Aktorik Wundmonitoring Datenübertragung Mensch- Technik- Schnittstellen

7 Textile Sensoren & Elektroden Entwicklung von Health Monitoring Systemen Schadensdetektor in der Schutzweste Detektion und Lokalisation der Verletzung Überwachung Herzfrequenz / Pulsschlag Moosgestickte Elektroden mit Feuchtigkeitsmanagement Schadensdetektion und Verletzungslokalisation (links) durch gestickte Sensoren (rechts) SmartPro - Smart Protective Clothing for Law Enforcement Personnel (EU FP7-SEC ) Moosgestickte Elektroden zur Herzfrequenzmessung ohne (links) und mit (Mitte) Feuchtemanagement und Herzschlag-Simulationsmannequin (rechts)

8 Textile Elektroden Integration von textilen Elektroden in Kleidung und ihre Anwendungen Knitted electrodes ECG, HR, HRV EMG EEG sowie verschiedene textile Herstellungsverfahren MyHeart SmartLife Woven Embroidered Song et al., 2010

9 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

10 Elektrostimulation: EMS Training anwendergetrieben Wearable Life Science; wls.club

11 Elektrostimulation: Therapie / Rehabilitation Transkutane elektrische Nervenstimulation (TENS) Fitness / Sport bis zu Schmerzpatienten Guter Hautkontakt Angenehme Haptik Feuchtemanagement Waschbeständigkeit (> 50 Waschzyklen) Geringer Oberflächenwiderstand (< 0,5 Ω/sq) Lumbalbandage mit moosgestickten Elektroden (ITA)

12 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 versorgt 1 1,18 Millionen Pflegebedürftige wurden somit allein durch Angehörige gepflegt 2 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

13 Wundmonitoring Temperatur Feuchtigkeit ph-wert Gestickte Temperatur Sensoren Gedruckter Feuchtigkeitssensor Detektion von Entzündungen Bestimmung Exsudatlevel A. Nocke et al W.C.Wong et al Heilungsverlauf / Infektion

14 Textile Antennen: Ortung (z.b. Demenzpatienten) Anwendungsgebiete für textile Antennen: Datenübertragung Satellitennavigation Body Area Networks Vorteile textiler Antennen: Flexibilität Gute Integrierbarkeit Leicht Kostengünstig Verbesserte Richtwirkung und Antennengewinn durch gesticktes Superstrat (RWTH Seed Fund Metamaterialbasierte Textilantennen) Textile GPS-Antenne (EU-Projekt SmartPro)

15 Smart Textiles Auf den zweiten Blick Material Leitfähige Garne, Pasten Komponenten Kontaktierung, Schnittstellen Systeme Controller, Energie, Daten Produkte

16 Die Wege müssen sich kreuzen! Flexible Textile Elektronik Textilien Elektronik Textilien Elektronik Anwendung Gesundheitswesen Bildquellen: ITA, ITA, IZM, Festplattenersatzteile.de

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Christoph Monfeld Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University Fon +49(0)

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