Löst Radar bald das Stethoskop ab?

Mobile Radargeräte könnten künftig herkömmliche Stethoskope ersetzen, außerdem ist eine permanente berührungslose Überwachung der Vitalfunktionen mit stationärem Radar möglich.

Digitale Erfassung von Vitalfunktionen könnte medizinische Praxis revolutionieren

Elektrotechniker der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben gemeinsam mit der Brandenburgischen Technischen Universität (BTU) Cottbus und der Palliativmedizinischen Abteilung des Universitätsklinikums Erlangen ein Verfahren entwickelt, mit dem Herztöne per Radar zuverlässig detektiert und diagnostiziert werden können. Mobile Radargeräte könnten künftig herkömmliche Stethoskope ersetzen, außerdem ist eine permanente berührungslose Überwachung der Vitalfunktionen mit stationärem Radar möglich. Die Ergebnisse wurden jetzt im renommierten Fachjournal „Scientific Reports” veröffentlicht.

In einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundprojekt haben Erlanger Forscher vom Lehrstuhl für Technische Elektronik (LTE) jetzt ein Verfahren entwickelt, das die klassische Phonokardiologie eines Tages ablösen könnte: Mittels eines sogenannten Sechstor-Dauerstrich-Radarsystems messen sie Vibrationen der Haut, die durch den Herzschlag verursacht werden. "Wir bedienen uns im Grunde einer ähnlichen Methode, die auch bei der Geschwindigkeitsmessung im Straßenverkehr zum Einsatz kommt", erklärt Christoph Will, Doktorand am LTE. "Dabei wird eine Radarwelle auf die Oberfläche eines Objektes gerichtet und reflektiert. Bewegt sich das Objekt, ändert sich die Phase der reflektierten Welle. Daraus errechnen wir dann die Stärke und Frequenz der Bewegung, in unserem Fall des Brustkorbes." Im Unterschied zum Verkehrsüberwachungsradar ist das biomedizinische Radarsystem in der Lage, Bewegungsänderungen im Bereich weniger Mikrometer zu erfassen – eine wichtige Voraussetzung dafür, selbst kleinste Anomalien zu diagnostizieren, zum Beispiel Insuffizienzen, Stenosen oder nicht korrekt schließende Herzklappen.

So zuverlässig wie etablierte Messverfahren

Die ersten Testversuche verliefen überaus erfolgreich: Die Probanden wurden in verschiedenen Aktivierungszuständen – in Ruhe, nach dem Sport – untersucht und ihre Herztöne detektiert. Der direkte Abgleich des Radarsystems mit herkömmlichen Standardinstrumenten – einem digitalen Stethoskop und einem Elektrokardiografen – zeigte eine sehr hohe Korrelation. Kilin Shi, ebenfalls Doktorand am LTE: "Bei der Diagnose des S1, des ersten Herztons, beispielsweise erreichen wir eine Übereinstimmung von 92 Prozent mit dem EKG. Im direkten Vergleich der Signalformen mit dem digitalen Stethoskop liegt die Korrelation bei 83 Prozent. Das ist absolut zuverlässig." Die geringen Abweichungen erklären die Forscher damit, dass die gleichzeitigen Messungen von Radar- und Referenzwerten nicht an exakt derselben Stelle des Körpers vorgenommen werden können. Außerdem erfasst das Radarsystem im Unterschied zum Stethoskop eine Fläche und nicht einen einzelnen Punkt – auch das ein Grund für unterschiedliche Messwerte.

Berührungslos und objektiv

Die Erlanger Wissenschaftler sind optimistisch, dass mobile Radarsysteme in naher Zukunft die klassischen Stethoskope bei der Diagnose der Herzfunktion ersetzen könnte. Ein großer Vorteil des Radars liegt darin, dass die Werte digital erfasst und somit objektiviert werden – der Mensch als Fehlerquelle bei der Diagnose von Anomalien oder Krankheiten kann so zunehmend ausgeschlossen werden. Vorstellbar wäre auch, biomedizinische Radarsysteme eines Tages für automatisierte prophylaktische Untersuchungen beispielsweise in Wartezimmern von Arztpraxen, in Arbeitsumgebungen oder auch zu Hause einzusetzen.

In einem weiteren Projekt arbeiten die Forscher bereits daran, die Vitalfunktionen von schwerkranken Patienten mittels stationärer Radarsysteme zu überwachen – rund um die Uhr und ohne störende Verkabelungen. "Ein berührungsloses und somit belastungsfreies Erfassen von Vitalparametern wie den Herztönen hat das Potenzial, die klinische Versorgung und die Forschung beispielsweise im Bereich der Palliativmedizin zu revolutionieren", erklärt Prof. Dr. Christoph Ostgathe, Leiter der Palliativmedizin des Universitätsklinikums Erlangen der FAU und Mitautor der Studie. "Zum Beispiel könnten wir Angehörige bei Beginn der Sterbephase deutlich schneller informieren, weil Änderungen des Gesundheitszustandes vom Radar sofort erkannt werden. Auch das Erfassen leidvoller Symptome bei Patienten, die sich nicht äußern können, wird möglich."

Esanum is an online network for approved doctors

Esanum is the medical platform on the Internet. Here, doctors have the opportunity to get in touch with a multitude of colleagues and to share interdisciplinary experiences. Discussions include both cases and observations from practice, as well as news and developments from everyday medical practice.

Esanum ist ein Online-Netzwerk für approbierte Ärzte

Esanum ist die Ärzteplattform im Internet. Hier haben Ärzte die Möglichkeit, mit einer Vielzahl von Kollegen in Kontakt zu treten und interdisziplinär Erfahrungen auszutauschen. Diskussionen umfassen sowohl Fälle und Beobachtungen aus der Praxis, als auch Neuigkeiten und Entwicklungen aus dem medizinischen Alltag.

Esanum est un réseau en ligne pour les médecins agréés

Esanum est un réseau social pour les médecins. Rejoignez la communauté et partagez votre expérience avec vos confrères. Actualités santé, comptes-rendus d'études scientifiques et congrès médicaux : retrouvez toute l'actualité de votre spécialité médicale sur esanum.