Projekte: Mobile Überwachung von Blutsauerstoffwerten mittels App
Entwicklung einer mobilen App zur Überwachung der Sauerstoffsättigung
Lesedauer: 4 Minuten | 05.07.2024
Als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Hochschule der Medien Stuttgart war ich zwischen 2019 und 2022 Teil eines spannenden Forschungsprojekts: OxiFlexIt. Dieses vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt stellt einen bedeutenden Fortschritt in der mobilen Gesundheitsüberwachung dar. Gemeinsam mit weiteren Forschungspartnern wie der ASPro GmbH, FM Siebdruck GmbH, Lohmann GmbH & Co. KG, dem Batteriehersteller Varta sowie der medizinischen Fakultät Mannheim wurde ein innovatives System zur Echtzeit-Messung der Sauerstoffsättigung in verschiedenen Körperbereichen entwickelt.
Die Herausforderung
Die genaue Überwachung von Blutsauerstoffwerten ist in verschiedenen medizinischen Kontexten von entscheidender Bedeutung – sei es bei der Nachsorge nach Operationen, bei der Beobachtung arteriosklerotischer Gefäßerkrankungen oder bei Hauttransplantationen. Herkömmliche Methoden wie Fitness-Tracker sind in ihrer Anwendung auf bestimmte Körperbereiche wie das Handgelenk beschränkt und bieten keine umfassende Lösung für medizinische Zwecke.
Der Lösungsansatz
Im Rahmen des Forschungsprojekts OxiFlexIt wurde ein tragbares Messsystem entwickelt, das eine 3-dimensionale Echtzeit-Darstellung der Sauerstoffsättigung ermöglicht. Das System besteht aus drei Hauptkomponenten:
- Messmodule: Wiederverwendbare Sensoren, die präzise Daten erfassen
- Spezielles Pflaster: Ein Einwegpflaster mit integrierter Batterie und Antenne
- Mobile App: Eine benutzerfreundliche Anwendung zur Datenvisualisierung und -verwaltung
Als Teil der Arbeitsgruppe MoDi unter der Leitung von Prof. Dr. Ansgar Gerlicher war ich für die Software und mobile App-Entwicklung verantwortlich. In der Forschungsgruppe betreute ich ein Team von Studierenden des Masterstudiengangs Computer Science, darunter Fabiola Dums, Maximilian Merz und Tanja Ulrich, die im Rahmen des Projekts eine intuitive mobile Anwendung konzipiert und umgesetzt haben, welche die komplexen Messdaten verständlich visualisiert und verwaltet.
Die technische Umsetzung
Das OxiFlexIt-System zeichnet sich durch seinen praktischen Ansatz aus. Anders als herkömmliche Wearables kann das Pflaster an nahezu jeder Körperstelle angebracht werden und liefert dennoch präzise Messergebnisse. Die Datenübertragung vom Messmodul zur App erfolgt dabei über Bluetooth, was eine energieeffiziente und zuverlässige Kommunikation ermöglicht.
Bei der technischen Umsetzung kamen verschiedene moderne Technologien zum Einsatz:
- STM32 Mikrocontroller: Für die Hardware-nahe Programmierung der Messmodule
- Protocol Buffers (ProtoBuf): Zur effizienten Serialisierung der Messdaten
- React: Für die Entwicklung einer responsiven Benutzeroberfläche
- Android-Plattform: Als Basis für die mobile Anwendung
Diese Kombination ermöglichte eine gute Balance zwischen Energieeffizienz, Datenübertragungsrate und Benutzerfreundlichkeit.
Bei der App-Entwicklung im Rahmen unserer Forschungsarbeit lag der Fokus auf:
- Benutzerfreundlicher Darstellung komplexer medizinischer Daten
- Sicherer Datenübertragung und -speicherung gemäß medizinischer Standards
- Flexibler Anpassung an verschiedene Anwendungsszenarien
- Zuverlässiger Funktionalität auch bei instabiler Verbindung
Die technische Architektur wurde so konzipiert, dass sie sowohl für den klinischen Einsatz als auch für die Anwendung im häuslichen Umfeld geeignet ist.
Einsatzbereiche und Potenzial
Das im Forschungsprojekt entwickelte OxiFlexIt-System bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten:
- Postoperative Überwachung: Nach chirurgischen Eingriffen können kritische Körperbereiche kontinuierlich überwacht werden
- Hauttransplantationen: Frühzeitige Erkennung von mangelnder Durchblutung, die zum Absterben des Gewebes führen könnte
- Arteriosklerotische Gefäßerkrankungen: Regelmäßige Kontrolle der Durchblutungssituation
- Sportmedizin: Optimierung von Trainingseinheiten durch präzise Messung der Sauerstoffversorgung in der Muskulatur
Besonders wertvoll ist die Möglichkeit zur ambulanten Anwendung, die sowohl die Lebensqualität der Patienten verbessert als auch Kosten im Gesundheitssystem reduzieren kann.
Projekterfolg und Ausblick
Die Kombination aus innovativer Hardware (gedruckte Batterien, flexible Sensoren) und intelligenter Software (mobile App) zeigt, wie interdisziplinäre Zusammenarbeit zu neuen Lösungen im Gesundheitsbereich führen kann.
Dieses Projekt unterstreicht die Bedeutung angewandter Forschung und verdeutlicht, wie akademische Einrichtungen wie die Hochschule der Medien in Kooperation mit Industriepartnern wertvolle Innovationen hervorbringen können.
In Zukunft könnte das System weiterentwickelt werden, um zusätzliche Vitalparameter zu erfassen oder durch KI-basierte Analyseverfahren ergänzt werden, die frühzeitig auf potenzielle Komplikationen hinweisen.
Das OxiFlexIt-Projekt zeigt, wie mobile Technologien die Gesundheitsversorgung verbessern können. Durch die Integration von Hardware und Software entsteht ein System, das nicht nur technisch funktional ist, sondern auch einen echten Mehrwert für Patienten und medizinisches Personal bietet.