Silber-Nanodraht verspricht genaue Langzeit-EKGs

Forscher an der North Carolina State University (NC State) http://ncsu.edu  haben einen tragbaren Sensor entwickelt, der genaue Elektrokardiogramme (EKGs) auch über lange Zeiträume verspricht. Möglich machen das trockene Elektroden, die Silber-Nanodrähte nutzen.

Sie bieten eine Messgenauigkeit, die mit in Spitälern gängigen, gelbefeuchteten Elektroden vergleichbar ist, können aber viel länger problemlos auf der Haut von Patienten verbleiben. Der Sensor ist auch für die Elektromyografie geeignet. Das Team will jetzt noch versuchen, die Herstellungskosten weiter zu drücken.

Geräte wie EKGs, die in Spitälern der genauen Messung elektrophysiologischer Signale dienen, nutzen normalerweise Elektroden, die mit Spezialgels befeuchtet werden. Das ist speziell für Langzeitmessungen nicht wirklich geeignet, da die Elektroden austrocknen und dann Hautreizungen verursachen. Daher suchen Forscher schon seit einigen Jahren nach guten „trockenen“ Elektroden.

„Unsere neue Elektrode bietet eine bessere Signalqualität als die meisten – wenn nicht alle – existierenden trockenen Elektroden. Sie ist genauer“, sagt Yong Zhu, Maschinentechniker an der NC State. Die Entwicklung setzt dazu auf Silber-Nanodrähte, die in ein Polymer eingebettet sind.

Robust und beweglich

Die Sensoren basieren auf einem Ansatz, der elastische Leiter mit sehr hoher Leitfähigkeit verspricht. Da die Silber-Nanodrähte in das dehnbare Polymer eingebettet sind, sind die Elektroden nicht nur mechanisch sehr stabil.

„Die Silber-Nanodraht-Sensoren passen sich der Haut des Patienten an und schaffen engen Kontakt“, betont Zhu. Bei ruhenden Patienten ist die Messgenauigkeit dem NC-State-Team zufolge daher genauso gut wie bei im Spitalsbetrieb gängigen feuchten Elektroden.

Besonders interessant wird die Entwicklung, wenn sich der Patient bewegt, beispielsweise im Alltag während einer Langzeitmessung oder im Rahmen eines Belastungs-EKGs. Auch dann hält der Sensor sehr gut den engen Hautkontakt, die Ergebnisse werden daher kaum verfälscht. Die Nanodraht-Sensoren sind für gängige EKG- und EMG-Geräte geeignet und Zhu zufolge im Prinzip schon einsatztauglich. Die Materialkosten sind demnach mit feuchten Elektroden vergleichbar.

„Wir sehen uns aber noch Möglichkeiten an, den Fertigungsprozess zu verbessern, um die Gesamtkosten zu senken“, so der Maschinentechniker.