Quantifizierung von Vitalparametern

Vitalparameter sind wichtige Indikatoren für den Gesundheitszustand eines Menschen. Ohne die Vitalfunktionen ist kein Leben möglich und eine Störung kann schwerwiegende Erkrankungen zur Folge haben. Konventionelle Verfahren wie das EKG oder die Pulsoxymetrie haben den Nachteil, dass sie kontaktbasiert funktionieren. Neben dem geringen Komfort beim Tragen stellt dies ein Problem bei Menschen mit sensibler Haut, wie z. B. bei Neugeborenen oder älteren Menschen, dar. Eine Lösung besteht in der optischen kontaktlosen Messung von Vitalparametern. Das IMS erforscht dabei eine möglichst genaue und schnelle Detektion der Vitalparameter in verschiedenen Wellenlängenbereichen und quantifiziert diese mittels Methoden des maschinellen Lernens.

Die folgenden Vitalparameter werden dabei wissenschaftlich untersucht:

• Herzfrequenz
• Respirationsfrequenz
• Sauerstoffsättigung
• Blutdruck
• Blutzucker

Es werden dabei verschiedene Methoden aus der Bildverarbeitung und Signalverarbeitung eingesetzt, um die kontaktlose Vitalparametermessung mit verschiedenen optischen Sensoren durchführen zu können. Insbesondere der Einsatz von neuronalen Netzen zur Detektion dieser Parameter stellt einen wichtigen Forschungsschwerpunkt dar. Zusammen mit Partnern aus Industrie und Medizin überführen wir unsere Visionen des Gesundheitsmonitorings mit Hilfe der kontaktlosen Vitalparametermessung bis hin zur Serienreife.

Für die kontaktlose Vitalparametermessung ergibt sich eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten:

• Screening im Krankenhaus
• Zugangskontrollen zum Ausschluss von Menschen mit Krankheitssymptomen
• Gesundheitsmonitoring im Bereich Ambient Assisted Living (AAL)
• Trainingsmonitoring in der Rehabilitation
• Fahrermonitoring auf dem Weg zum autonomen Fahren
• Marketingforschung
• Schlaflabor

Eine Anwendung, die Zugangskontrolle im Krankenhaus, soll im Folgenden näher beschrieben werden.

Eine der effektivsten Maßnahmen zur Eindämmung der aktuellen COVID-19 Pandemie ist sozialer Abstand und Isolation von Infizierten. Insbesondere im Eingangsbereich der Krankenhäuser, wo viele kranke und geschwächte Menschen zusammenkommen, ist eine räumliche Trennung von SARS-CoV-2 Infizierten und anderen Patienten, Ärzten und Pflegekräften essentiell.

Da die Auswertung von Labortests zur Erkennung des Virus noch deutlich zu lange dauert, müssen zur Identifikation potentiell infizierter Patienten die Hauptsymptome von COVID-19, Fieber und Kurzatmigkeit, analysiert werden. Während Fieber einfach und kontaktlos mit einer Infrarot-Kamera gemessen werden kann, gab es bisher kein vergleichbar einfaches Messsystem für die Analyse der Atemfrequenz.

Kontaktlose Vitalparametermessung@embedded world 2022

Unser Kollege Johannes Kühnel führt Ihnen unseren Messedemonstrator vor.