Humanoid-Sensing-Roboter messen Blutdruck mit einfacher Berührung

Forscher an der Simon Fraser University (SFU) haben eine neue Studie durchgeführt, die zu humanoiden Sensing-Robotern führen könnte, die den Blutdruck mit einer einfachen Berührung messen.

Die Studie wurde von dem SFU-Forscher Woo Soo Kim geleitet und in der Zeitschrift npj Flexible Electronics veröffentlicht.

3D-Druckbare Origami-Sensoren

In Zusammenarbeit mit dem PhD-Studenten Tae-Ho Kim und einem Team im Additive Manufacturing Lab der SFU ersetzten Kim und seine Kollegen das traditionelle Blutdruckverfahren. Sie erreichten dies, indem sie die Faltmechanismen von Blutegeln in der Konstruktion von 3D-druckbaren Origami-Sensoren nachahmten. Diese Origami-Sensoren könnten in die Fingerspitzen von humanoiden Sensing-Robotern integriert werden.

Kim ist Professor und stellvertretender Direktor der School of Mechatronic Systems Engineering der SFU.

“Unser origami-inspirierter Trockenelektrode hat einzigartige Eigenschaften wie Saugnäpfe zum Greifen und Faltbarkeit, die von der Natur inspiriert sind”, sagt Kim. “Wir sahen, dass die komplexen Mechanismen der Haftfunktion eines Blutegels neben den expandierbaren Hinterleib und Körper auch Organe haben, die sich entsprechend ausdehnen und zusammenziehen, um eine bessere Haftung an das Opfer zu gewährleisten. Wenn wir diesen Gesichtspunkt berücksichtigen, fanden wir, dass Origami ähnliche Bewegungen erreichen und auch anpassbar sein kann.”

Blutdruck messen mit den Fingerspitzen

Die Sensoren auf den Fingerspitzen des Roboters können auf der Brust eines Patienten positioniert werden, und der Blutdruck kann durch Kombination von Daten aus Elektrokardiogramm (EKG) und Photoplethysmogramm (PPG) überwacht werden. Diese Daten werden von den Sensoren auf den Fingern aufgezeichnet.

Das neue System verlässt sich dann auf vorherbestimmte Algorithmen, um den systolischen und diastolischen Blutdruck eines Patienten zu erzeugen. Der beeindruckendste Teil des Systems ist, dass kein traditioneller digitaler Sphygmomanometer benötigt wird.

“Robotik bietet eine vielversprechende Methode, um Risiken zu mindern und die Wirksamkeit und Qualität der Patientenversorgung zu verbessern, indem sie sich auf Remote-Gesundheitstechnologie konzentriert”, sagt Kim.

Das Team der Forscher wird nun weitere Tests ihres neuen Systems durchführen und die Sensoren weiter verbessern.

“Die Überwachung des Blutdrucks ist ein wichtiges medizinisches Diagnoseinstrument für viele chronische Krankheiten und allgemeine Gesundheit”, fügt Kim hinzu. “Die Verwendung von Sensing-Robotern in Gesundheitssystemen hat erhebliche Vorteile, da sie Gesundheitspersonal bei der Überwachung von Vitalzeichen von Patienten unterstützen und eine freundliche Umgebung für Patienten schaffen können, die isoliert werden müssen.”

Humanoid-Sensing-Roboter wären besonders nützlich für Gesundheitsaufgaben unter vielen Bedingungen, wie z.B. in abgelegenen Regionen. Sie könnten auch verwendet werden, um diese Aufgaben auszuführen, wo minimaler persönlicher Kontakt gewünscht ist, was wir seit der COVID-19-Pandemie zunehmen sehen.