Komfortabler liegen und sitzen
Sensormatte verhindert Gewebeschäden
Menschen, die berufsbedingt viel sitzen müssen, haben oft Rückenschmerzen. Noch schlimmer betroffen sind Personen, die dauerhaft das Bett hüten müssen – häufig liegen sie sich wund. Ein neues, intelligentes Polster soll für beschwerdefreies Sitzen und Liegen sorgen. Eine integrierte Sensorik steuert den Druckausgleich punktuell.
Wer im Rollstuhl sitzt oder dauerhaft bettlägerig ist, muss sich mit vielen Komplikationen herumschlagen. Häufig leiden die Betroffenen unter Wundliegegeschwüren, die Ärzte als Dekubitus bezeichnen. Besonders gefährdete Stellen sind Knochenvorsprünge, etwa am Kreuz-, Steiß- und Sitzbein. Durch die lange anhaltende Druckbelastung stirbt das Gewebe ab, der Schaden kann bis zur Knochenhaut reichen. Schlimmstenfalls ist der Knochen selbst angegriffen.
Die offenen Stellen sind Schleusen für Keime, die eine Blutvergiftung auslösen können. Bislang erhältliche passive Hilfsmittel wie Luft-, Gel- oder Vakuumkissen lindern zwar den Druck, sie entlasten die betroffenen Areale aber nicht in optimaler Weise. Auch können einige Patienten die Druckverteilung nicht aktiv beeinflussen und ihrer misslichen Lage entgegenwirken. Sie sind auf die Hilfe anderer angewiesen. Pflegekräfte oder Angehörige müssen ständig beobachten, ob sich Druckgeschwüre bilden. Diese Aufgabe soll künftig eine neu entwickelte Sensormatte übernehmen und so verhindern, dass sich Gewebeschäden bilden: Forscher des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg bringen textilen Polstern das »Fühlen« bei, indem sie diese mit intelligenter Sensorik ausstatten.
»Jeder Mensch hat einen individuellen Körperbau, der ganz unterschiedlichen Druckbelastungen standhalten muss. Unsere aus herkömmlichem Schaumstoff und leitfähigen Garnen bestehende Sensormatte erfasst automatisch wie eine Person sitzt oder liegt, und sorgt an den gefährdeten Stellen ebenso automatisch für Druckausgleich, indem eine Aktorik angesteuert wird. Hierfür reichen hundert Messpunkte auf einer typischen Sitzfläche aus«, sagt Martin Woitag, Wissenschaftler am IFF. Der Trick: Die taktile Sensormatte funktioniert nach dem Prinzip eines Plattenkondensators.
Anstelle von Platten werden zwei textile Komponenten verwendet, die matrixförmig angeordnete Sensorzellen bilden. Ein leitfähiges Garn fungiert als Elektrode. Hinzu kommt ein handelsüblicher Schaumstoff, in dem im Abstand von vier Zentimetern Sensorzellen angebracht sind. Wird eine einzelne Zelle zusammengedrückt, so ändert sich die Spannung – ein elektrischer Impuls entsteht. Eine an das Sensorsystem angeschlossene Messelektronik wertet die Daten in Echtzeit aus, bewertet sie und reguliert Luftkissen, die sich unter dem Sensorsystem befinden. Melden die Sensoren beispielsweise, dass der Druck hinten rechts zu hoch ist, so wird die Luft an eben dieser Stelle aus dem Kissen gelassen – das Polster wird flexibel und punktuell verändert.
Zwar gibt es bereits vergleichbare Sensormatten. Allerdings sind diese in der Herstellung so teuer, dass sie sich nicht für den Massenmarkt eignen – eine hochauflösende Sensormatte schlägt mit mehreren Tausend Euro zu Buche. »Die von uns verwendeten Materialien sind durchweg preisgünstig, so dass wir Einzelstücke schon für wenige Hundert Euro fertigen können«, sagt Woitag. Ein weiterer Vorteil: Das verwendete Textilgewebe ist atmungsaktiv und wirkt so einem Feuchtigkeitsstau entgegen. Bisherige Systeme setzen auf Folientechnologie, die die Schweißbildung begünstigen.
Das Sensorpolster ist mit rund einem Zentimeter so dünn, dass es sich problemlos in vorhandene Anwendungen integrieren lässt. Ein Prototyp der Matte liegt in verschiedenen Formen und Druckauflösungen vor. Zunächst soll sie Rollstuhlfahrern das Leben erleichtern, künftig wollen die Forscher das System auch in Matratzen testen. Neben dem medizinischen Bereich haben die Experten weitere Anwendungsgebiete im Visier: Kraftfahrer verbringen viele Stunden hinterm Steuer und leiden daher oft unter Rückenbeschwerden. In Lkw-Sitze integriert soll die Sensormatte den Fahrern mehr Komfort bieten und Haltungsschäden vermeiden helfen. Ein entsprechender Prototyp ist bereits fertiggestellt. Mit der Isringhausen GmbH, der warmX GmbH, der Rehability GmbH und der Gesellschaft für Biomechanik Münster mbH haben die Forscher mehrere Partner aus der Industrie gefunden, die sie bei ihren Vorhaben unterstützen.
