Mikrosysteme sind das Herzstück von tragbaren Hörgeräten und Implantaten. Jetzt Forscher entwickeln eine Miniatur , Low-Power- Wireless- Mikro diese Hilfsmittel kleiner , komfortabler und effizienter zu gestalten .
Personen mit beeinträchtigtem Hörvermögen Kampf mit Dingen, die wir für selbstverständlich halten , ob es sich um Vögel trillern im Garten oder im Chat mit Freunden und Bekannten zu hören . Sie erleben besonderen Probleme mit bei höheren Frequenzen zu hören und folgen - Unterhaltungen . Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO ) , Hörverlust ist einer der sechs häufigsten Erkrankungen in der industrialisierten Welt. In Deutschland sind rund ein Fünftel der Menschen über 14 Jahren müssen für Schwerhörigkeit zu behandeln. Oft wird ein einfaches Hörgerät kann die verlorenen Frequenzen wieder her und macht es möglich, dass der Patient ein normales Leben wieder. Das Gerät wird meist hinter dem Ohr getragen, auch wenn einige Varianten können auch direkt in den Gehörgang eingeführt werden. In der EU WiserBAN Projekts, Fraunhofer-Forscher entwickeln eine neue Mikrosystem entwickelt Hörgeräte so klein zu machen, so dass sie aus den Augen im Ohr verdeckt werden. Die Technologie eignet sich auch für Implantate, Herzschrittmacher und Insulinpumpen. Dies alles bedeutet, dass das System nur einen Bruchteil der von herkömmlichen Vorrichtungen erforderliche Energie, wobei umständliche Batteriewechsel auf ein Minimum. "Im Idealfall sollten die Patienten nicht einmal das Gefühl sein das Tragen der Hörgeräte über einen längeren Zeitraum", sagt Dr. Dionysios Manessis vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin.
19 Komponenten in nur einem Mikropaket
Mit Abmessungen von nur 4mmx4mmx1mm ist die neue Mikro fünfzig mal kleiner als die aktuellen Modelle für Body Area Network (BAN) Anwendungen - Elektronik direkt auf den Körper aufgetragen. Um dies zu erreichen, zunächst die Projektpartner besonders kleine Komponenten wie innovative Miniatur-Antennen-System-on-Chip integrierten Schaltkreisen und Hochfrequenzfilter entwickelt. Die Aufgabe der Forscher am Fraunhofer IZM war es, eine platzsparende Konzept, um Platz für alle beteiligten Komponenten zu finden - 19 an der Zahl -. In einem Modul: "Das ist eine echte Herausforderung, da alle Komponenten sind in verschiedenen Größen und Dicken Aber. mit ausgenutzt verschiedenen Einbettung Technologien, die zur Behandlung von fortgeschrittenem System-in-Package führen (SiP) Miniaturisierung ist es uns gelungen, alle Komponenten auf kleinstem Raum zu arrangieren - so wie in einem Paket ", erklärt Manessis. Als von außen betrachtet, ist es nicht mehr möglich, die einzelnen Komponenten zu sehen. Aber das ist nicht alles, denn die Berliner Verpackungsexperten haben auch eine modulare 3D-Stapeln Konzept, das mehr Platz spart. Dies funktioniert, indem die Komponenten in mehrere kleinere Module und dann Stapeln dieser auf der jeweils anderen Seite.
Die Ausweitung des Anwendungsbereichs ihrer Arbeit werden die Projektpartner auch die Entwicklung spezieller Antennen und Wireless-Protokolle . Diese dienen dazu, wichtige Informationen zu kommunizieren , wie Puls . blutdruck oder Zuckerwerte direkt auf Tablet oder Smartphone der Aufsicht des Arztes . Der resultierende WiserBAN Funksystem macht die veraltete Relaisstation - ein extra Gerät, das Patienten vorher gezwungen, zu tragen, um den Kommunikationsbereich zu erweitern. Ein weiterer Vorteil ist , dass die Wireless-Protokolle im Rahmen des Projektes entwickelt werden, auf den bewährten IEEE 802.15.4 und 802.15.6 Standards. Herkömmliche Geräte haben gewöhnlich auf Bluetooth, wo es oft Probleme mit Interferenzen mit anderen Geräten verlassen .
Die Projektpartner suchen auch das Energiemanagement zu optimieren. Hörgerät hinter dem Ohr getragen werden von einem 180mAh Batterie ( Milliamperestunden ), die entweder ersetzt werden muss oder wieder aufgeladen ungefähr alle zwei Wochen versorgt. Nun geht es darum , den Energieverbrauch des Systems, etwa einem Milliwatt ( mW) zu minimieren und so die Lebensdauer der Batterie bis zu 20 Wochen verlängern. Es ist zu hoffen , dass die neue Technologie wird als Sprungbrett für noch komfortabler und zuverlässiger medizinischer Produkte in der Zukunft zu handeln - aus langfristigen Elektrokardiographie zu Insulinpumpen . Weiterhin besteht die Möglichkeit , die Mikro Implantate und Herzschrittmacher verwendet werden.