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Digital-Health-Podcast: Roboter misst Vitaldaten bei Gehirnerschütterung
Das Fraunhofer-Institut hat einen Roboter entwickelt, der Kinder mit Gehirnerschütterung überwacht. Die Technologie soll Pflegekräfte entlasten – nicht ersetzen
Das Assistenzsystem kann bei Kindern Vitaldaten wie die Pupillenreaktion oder sprachliche und motorische Fähigkeiten testen.
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Kinder, die mit einer Gehirnerschütterung in eine Klinik eingeliefert werden, müssen anfangs jede Stunde überwacht werden. Diese zeitintensive Aufgabe übernimmt nun testweise der Roboter Helga, entwickelt vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. „Helga ist ein Roboter, der entwickelt wurde, um Vitaldaten der Patienten zu messen“, erklärt Dr. Birgit Graf, die seit über 25 Jahren an robotischen Assistenzsystemen für das Gesundheitswesen arbeitet.
Der Roboter fährt selbstständig ans Krankenbett, spricht die Kinder an und führt standardisierte Tests durch. „Es geht hier insbesondere um motorische Reaktionen, um verbale Reaktionen. Sind die Kinder noch ansprechbar?“, sagt Graf. Zusätzlich misst Helga Vitaldaten wie Puls und Pupillenreaktion und lässt die Kinder ihre Schmerzen auf einer Skala bewerten.
Die Klinik habe das Einsatzgebiet vorgeschlagen, weil die Aufgabe „sehr personalintensiv ist“, gleichzeitig aber „relativ unkritisch“, da nur selten tatsächlich Probleme auftreten und oft Eltern oder Begleitpersonen anwesend sind, erläutert die Fraunhofer-Expertin.
Besonders anspruchsvoll war die Entwicklung der automatisierten Pupillenmessung. „Da geht es ja letztlich darum, dass der Arzt mit einer kleinen Taschenlampe dem Patienten ins Auge leuchtet“, beschreibt Graf den herkömmlichen Test. Die Schwierigkeit: Wenn ein Auge beleuchtet wird, ziehen sich beide Pupillen zusammen – eine natürliche Kopplung, die der Roboter abbilden muss.
Das Team entwickelte ein neues Sensor-Setup mit zwei LEDs und einer Trennwand, um die Augen separat anzuleuchten. Eine Kamera mit Bildverarbeitung erkennt Iris und Pupille und berechnet deren Größenverhältnis. Dabei stellen unterschiedliche Augenfarben eine zusätzliche Herausforderung dar: „Wenn jemand ganz dunkle Augen hat, dann ist die Pupille kaum zu erkennen im Vergleich zu Iris“, sagt Graf.
Auch die Pulsmessung erfolgt berührungslos über eine Kamera, die Farbveränderungen im Gesicht erfasst, wenn das Blut durch die Adern pulsiert. „Das ist natürlich auch abhängig von der Gesichtsfarbe“, erklärt die Wissenschaftlerin die Komplexität der Bildverarbeitung.
Damit die Messungen gelingen, müssen die Kinder ruhig sitzen – für Sechsjährige keine leichte Aufgabe. „Die tun sich da sehr, sehr schwer“, berichtet Graf aus den ersten Tests. Die Lösung: spielerische Animationen. Für die Pupillenmessung entwickelte das Team ein Spiel, bei dem zwei Autos auf dem Bildschirm fahren. „Der Patient kann durch seine Kopfbewegung und wie er den Kopf nach oben und unten und rechts und links bewegt, die Autos in der Spur halten“, erklärt Graf. Hält das Kind den Kopf richtig, ist dieser optimal zur Sensorik ausgerichtet.