Intelligentes, textilbasiertes Mikrosystem zur Prävention der Ulcusbildung bei Diabetes- und Dekubituspatienten durch Erfassung dynamischer und statischer Gebewebelastungen: UlcPrävent

Bei der Behandlung von Diabetes- und Dekubituspatienten spielt die Druckentlastung bzw. die optimale Druckverteilung bestimmter Körperpartien eine entscheidende Rolle. Eine regelmäßige ortsaufgelöste Erfassung der Druckbelastung durch die Integration von Sensoren in einem Kleidungsteil würde eine Vorsorge für die Geschwürbildung ermöglichen. Diese Messungen sind bei Diabetespatienten, die am Polyneuropathie-Syndrom erkrankt sind besonders wichtig, weil sie unter einem partiellen bis kompletten Sensibilitätsverlust ihrer unteren Extremitäten leiden und deshalb Drucksituationen, die zur Bildung eines Geschwürs an diesen Partien führen könnten, z.B. am Fuß, nicht spüren können. Die Entwicklung textiler Drucksensoren und ihre textilgerechte Integration in textile Strukturen könnte ein nicht physisch störendes und unauffälliges Tragen ermöglichen. Die Verwendung von herkömmlichen Sensoren, z.B. miniaturisierter Piezoelemente, würde aufgrund ihrer harten Struktur und Steifigkeit lokal Hautpartien zusätzlich druckbelasten und diese Hautpartien für eine Geschwürbildung erhöht gefährden. In diesem Vorhaben sollten deshalb eine drucksensorische dehnbare Diabetiker-Socke und eine dehnbare sensorische Antidekubitus-Hose entwickelt werden, die permanent ortsaufgelöste Druckbelastungen an gefährdeten Hautstellen erfassen und den Patienten im Fall einer partiell erhöhten Druckbelastung warnen. Um solche gefährdende lokale Druckstellen mit einer textilen Struktur erfassen zu können, wurde ein Drucksensor aus speziellen leitfähigen dehnbaren Garnen, die mit einem drucksensorischen Polymer beschichtet wurden, aufgebaut. Diese entwickelten Fäden wurden in die Diabetiker-Socke und in Pads für die Antidekubitus-Hose eingestrickt, ohne die textilen Eigenschaften, wie z.B. die Dehnbarkeit und Biegeschlaffheit, zu verändern. Mit diesen sensorischen Fäden konnten im Gestrick drucksensorische Kreuzungspunkte ausgebildet werden, so dass partiell textile drucksensorische Arrays entstanden. Damit konnten im Textil die Druckverteilungen an den gefährdeten Hautpartien erfasst werden. Die sensorischen Fäden wurden mit einer miniaturisierten Erfassungs- und Auswerteelektronik verbunden. Mit der entwickelten Software wurden die Druckmessungen ausgewertet und der Probant über die Meldeaktorik mittels Vibrationsaktoren auf die zu ändernde n Belastungssituation hingewiesen. Die im Projekt entwickelten drucksensorischen und elastischen Fäden wurden auf ihre sensorischen, elastsichen und stricktechnologischen Eigenschaften untersucht und schrittweise weiterentwickelt. Textile Dehnungssensoren wurden ebenfalls entwickelt und auf ihre sensorische Eigenschaften sowie ihre Integrierbarkeit in eine Antidekubitus-Hose untersucht. Neue Stricktechnologien wurden eingesetzt, um die nicht drückende, dehnbare, gestrickte Sensorarrays sowie komplette drucksensorische Strümpfe zu entwickeln. Ein komplexes und energiesparendes Telemetriesystem wurde für die Signalverarbeitung augebaut. Die erforderliche Miniaturisierung der Elektronik erforderte die Verwendung neuer Kontaktierungstechnologien. Systematische Versuche mit sensorischen Pads und Socken zeigten, dass drei Druckbereiche in einem konstanten Dehnungszustand erkannt werden. Im Falle zusätzlicher Dehnungsänderungen des Textils konnte aus dem überlagerten Gesamtsignal mit dem bestehendem Systemaufbau das Drucksignal nicht herausdifferenziert werden. Aufgrund des hohen Anteils an Weichgewebe im Gesäßbereich führte eine Lageverlagerung zu hohen Dehnungsänderungen, die die Druckerfassung stark überlagert. Aus diesem Grund sind diese Textilsensoren für die Dekubitus-Vorsorge im Gesäßbereich noch nicht geeignet. Hingegen eignet sich das sensorische Textil im Fußbereich für die ortsaufgelösten Hautbelastungserfassung, da eine Bewegung des Beins keine große Dehnungsänderung erzeugte. Versuche mit Patienten in der Klinik zeigten, dass eine sensorische Socke gerne akzeptiert wird und eine r Lösung für die Vorsorge und Behandlung von Patienten mit dem diabetischen Fußsyndrom darstellen kann.