Auch abgesehen von den Problemen durch Corona-Infektionen nimmt die Bedeutung von Atemwegs- oder Lungenerkrankungen durch die steigende Lebenserwartung zu. Dies stellt für die Krankenhäuser eine erhebliche Herausforderung dar, denn oft benötigen Patienten intensive Behandlungen und eine häufige Untersuchung der Lungenfunktion. Traditionell kommt dabei bekanntlich ein Instrument zum Einsatz, das geradezu Symbolcharakter für die Medizin besitzt: Mit dem Stethoskop können Ärzte bei einer sogenannten Auskultation Lungengeräusche abhören und anhand bestimmter Merkmale Rückschlüsse auf die Funktion und den Zustand des Organs ziehen. Nach diesem Grundprinzip arbeitet auch die neue Ergänzung zum klassischen Stethoskop, die Forscher am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Berlin entwickelt haben.
Stethoskop-Konzept zum Überziehen
In die im Alltag tragbare Textilweste sind in die Vorder- und Rückseite Akustiksensoren auf Piezokeramik-Basis integriert. Diese Elemente registrieren auch die feinsten Geräusche, die von der Lunge ausgehen. Diese Daten werden gespeichert und können anschließend zur Auswertung auf Geräte übertragen werden. Die zugehörige Software bildet neben den Akustiksensoren auch die entscheidende Komponente des Pneumo.Vest-Systems. Sie kann Störgeräusche wie den Herzschlag herausfiltern und charakteristische Frequenzbereiche verstärken, die von Lungengeräuschen stammen. Die Daten der unterschiedlich positionierten Sensoren können dann in eine visuelle Abbildung der Lunge umgesetzt werden. In ihr spiegelt sich die Belüftungssituation aller Lungenbereiche detailliert wider. Die Forscher arbeiten momentan zudem an speziellen Algorithmen für das maschinelle Lernen, die zukünftig die komplexe Geräuschkulisse im Brustkorb noch genauer aufschlüsseln könnten.
Der große Vorteil des Pneumo.Vest-Systems ist, dass die Daten permanent erfasst und speichert werden. „Pneumo.Vest will das Stethoskop nicht überflüssig machen und ist auch kein Ersatz für die Fähigkeiten erfahrener Pneumologen. Doch eine Auskultation oder auch ein Lungen-CT stellen immer nur eine Momentaufnahme zum Zeitpunkt der Untersuchung dar“, sagt Projektleiter Ralf Schallert vom Fraunhofer IKTS. „Der Mehrwert unserer Technik besteht darin, dass sie ähnlich wie ein Langzeit-EKG die kontinuierliche Überwachung der Lunge erlaubt“. Patienten können dazu von der Intensiv- auf die Normalstation verlegt und vielleicht sogar nach Hause geschickt werden und sich weitgehend frei bewegen.
