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Kooperationsprojekt - EmPower Kooperationsprojekt - EmPower Biehler Sportswear GmbH & Co. KG | Eichelbergstraße 16 | 09212 Limbach-Oberfrohna Fon: +49 (0)3722 698504 – 0 | Fax: +49 (0)3722 698504 – 30 | Mail: [email protected] 1
EmPower Entwicklung eines textil-basierten waschbaren Mikroelektroniksystems zum Monitoring Pflege-bedürftiger im ambulanten und stationären Bereich
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Biehler Sportswear (Limbach-Oberfrohna)
Charité – Universitätsmedizin Berlin
Freyer & Siegel Elektronik GmbH & Co. KG (Falkensee)
Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. (Chemnitz)
KOOPERATIONSPARTNER
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Biehler Sportswear (Limbach-Oberfrohna)
Steffi Barth
GF der Biehler Medical – eine Marke der Biehler Sportswear GmbH &
Co KG
Freyer und Siegel GmbH&CoKG
Fabian Jaenicke
Projektleiter und Entwickler der Freyer & Siegel GmbH&CoKG
KOOPERATIONSPARTNER
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Entwicklung eines Textils mit Sensoren und Mikroelektronik, das die Vitalparameter und den Bewegungs-status einer pflege-bedürftigen Person messen soll.
ZIEL 1
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Sensorische Erfassung von: UMSETZUNG ZIEL 1
Patient
Bewegung
Puls
Atmung
Temperatur
Aufgabenstellung: Entwicklung eines Hilfsmittels zur -gezielten Patientenversorge -Vermeidung unnötiger Wegezeiten für Pfleger -Vorbeugende Erkennung von abweichenden Vitalfunktionen von Normen -häusliche Pflege im Kreis der Familie -Einsatz für Pflegedienste
Hautfeuchtigkeit
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Testungen ergaben folgende geeignete Positionen für die Sensorik:
UMSETZUNG ZIEL 1
Abbildung: Skizze Sensor-Positionierung Vorderseite
• Hautfeuchtigkeitssensor
• Datenverarbeitungseinheit mit Mikrocontroller, Speicher, Akku Puls- und Temperatursensor
• Atemsensor
Kooperationsprojekt - EmPower
Fertigung gestrickte, gestickter Funktionsflächen
- Optimierung des Stickgrundmaterials hinsichtlich PVA Vliesstoff
Seriennahe Herstellung von Sensoren
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Kooperationsprojekt - EmPower
Fertigung gestrickte, gestickter Funktionsflächen
- Untersuchung geeigneter Sensormaterialien im Kombination geeigneter Strick- und Stickverfahren in Kombination unterschiedlicher Grundmaterialien
Erste Stickversuche mit Silbergarn
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Erster Prototyp
Gestickte Sensoren Kontaktierung mittels metallener Druckknöpfe Leitermaterial – Kupferdrähte Funktionstechnik in PU Folie eingebracht
Funktionalität konnte nachgewiesen werden
Negative Aspekte Harte und unangenehmer Leiter Technik ist noch nicht vergossen Kontaktierung der Sensorik ist noch nicht Marktfähig Waschbarkeit ist noch nicht gegeben Degradation der Leiter ist zu groß
Kooperationsprojekt - EmPower
Degradation durch mechanische Einflüsse Untersuchung Gradationsverhalten
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Kooperationsprojekt - EmPower
Degradation durch mechanische Einflüsse
- Charakterisierung textiler, elektrisch leitfähiger Fadenmaterialien während der Pflegeprozesse - Waschen in Anlehnung an DIN EN ISO 157997, Verfahren 1 (75 °C), ohne Waschmittel bzw. ohne Bleiche, mit Beiladung - Liegend bei 50 °C im Trockenschrank getrocknet
Untersuchung des Gradationsverhaltens
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Kooperationsprojekt - EmPower Kooperationsprojekt - EmPower 12
Entwicklung konstruktiv formbarer textiler Flächenleiter ®
UMSETZUNG ZIEL 1
- haptisch nicht spürbar - voll isoliert - frei kontaktierbar - Grundlage für optimale Verbringung von Elektronik in Textilien - dienen der Impulsübertragung - dienen der Stromversorgung von Akku zu Verarbeitungseinheit - waschbar, dehnbar, 3D gestaltbar, frei konstruierbar - Degradation kann ausgeschlossen werden
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Kooperationsprojekt - EmPower Kooperationsprojekt - EmPower 13
CAD Konstruktion für die Platzierung der textilen Leitungen
UMSETZUNG ZIEL 1
Abbildung: Skizze Sensor-Positionierung Vorderseite
• Hautfeuchtigkeitssensor
• Datenverarbeitungseinheit mit Mikrocontroller, Speicher, Akku Puls- und Temperatursensor
• Atemsensor
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Kooperationsprojekt - EmPower
Prototyp II mit Flächenleitern Aufbau eines Feuchtigkeitssensors in 3 Schichten
PES Vlies- hydrophobes Material Abstandsgewirke PES hydrophobes Material
Leitendes Material PA/Ag
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Aufbau von Flächenleitern Oberfläche aus haptisch angenehmen textilem Material Medizinische PU Folie Flächenleiter Medizinische PU Folie Textile Material
Kooperationsprojekt - EmPower Kooperationsprojekt - EmPower 15
Testungen ergaben folgende geeignete Positionen für die Sensorik:
UMSETZUNG ZIEL 1
• Hautfeuchtigkeitssensor
• Datenverarbeitungseinheit mit Mikrocontroller, Speicher, Akku Puls- und Temperatursensor
• Atemsensor
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Kooperationsprojekt - EmPower
Hautfeuchtigkeitsmesser aus Statex -
Wasserdichte, waschbare, flexible textile Flachleiter, die kontaktiert werden müssen, ev. mit Flachstecker, zur Verarbeitung in einer elektronischen Einheit
Akkutasche mit visualisiertem Akku
Verarbeitungseinheit
Flächenleiter mit Akkuanschluss und Anschluss zur Verarbeitungseinheit – liegt unterhalb der Brusttasche
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Erläuterung der Finalversion
Sensorik für Bewegung (Fall) Fortbewegung (Ortung) Hauttemperatur Puls
Verbindung zur Technik
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• Tragegefühl: 4,8 • Verarbeitung: 5 • Materialsteifheit: 5 • Wärmegefühl: 5
• Passform: 4,8 • Nähte: 5 • Atmungsaktivität: 5 • Kältegefühl: 5
UMSETZUNG ZIEL 1 1. Befragung zu Mustertextil
2. Expertenworkshop mit Pflegekräften
• Top Variante (ohne Arme) >Unterhemd
• verschiedene Verschlüsse, je nach Mobilitätsstatus
• abgeleitete Parameter in 2-stündlichen Intervallen
bzw. wählbar nach Zustandsveränderungen
• Einbindung der Sensordaten in die
Pflegedokumentation
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Erstellung von pflegerischen Beobachtungskriterien von Vital- und Bewegungsdaten zur Bildung von Algorithmen
ZIEL 2
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UMSETZUNG ZIEL 2
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Entwicklung eines nutzerfreundlichen Ausgabeformates für die Sensordaten- Workshop-Ergebnisse
ZIEL 3
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UMSETZUNG ZIEL 3
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Bewertung und Analyse des Test-demonstrators unter Laborbedingungen
ZIEL 4
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UMSETZUNG ZIEL 4
Abgleich Messung Demonstrator mit klinischen Assessments bzw. Beobachtung und Auszählung • Bewegung / Lage = gute Übereinstimmungen • Simulierter Sturz = gute Erkennung • Hautoberflächen-Temperatur = gute Übereinstimmungen • Hautfeuchtigkeit > falsches klinisches Assessment • Atmung > keine genaue Übereinstimmung zwischen
Demonstrator und klinischem Assessment • Puls > keine genaue Übereinstimmung zwischen Demonstrator
und klinischem Assessment
Ruhezustand + Belastungszustand Proband
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NÄCHSTE SCHRITTE
Probanden in Ruhe Probanden unter Belastung
Testungen des Demonstrators > Gruppe gesunde Probanden
Vom Liegen ins Sitzen Beim Sitzen Beim Aufstehen Beim Laufen
Messungen Demonstrator
Pulsoximeter, Thermometer, Gerät zur Bestimmung der Hautfeucht-igkeit sowie Beobachtung der Be-wegung
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NÄCHSTE SCHRITTE
Testungen des Demonstrators > Patienten
Testungen des Demonstrators > Patienten • Eignung im Pflegealltag • Nutzerakzeptanz > Patient und Pflegekräfte • Bequemlichkeit und Trageeigenschaften des Textils • optimale Lage der Sensoren Messgenauigkeit > Fragebogen und stichprobenartiger Abgleich mit klinischen Assessments
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VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT