AMBICA - Ein tragbarer Dehydrationssensors für Kleinkinder in Entwicklungsländern

Was es macht

AMBICA ist ein medizinischer Sensor zur Überwachung von Dehydration in Kleinkindern. Es ist eine kostengünstige Lösung zur Überwachung von Körperwassergehalt in Kliniken. Das einfach zu handhabende Design vereinfacht die Behandlung von Dehydration und en

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Dehydration ist immer noch eine der häufigsten Todesursachen von Kleinkindern in Entwicklungsländern. Obwohl die Heilung einfach ist, werden viele Patienten gar nicht erst behandelt, bedingt durch einen Mangel an Fachpersonal, medizinischen Einrichtungen. Die Behandlung von Kleinkindern, die Bedürfnisse noch nicht per Sprache äussern können, erfordert besondere Aufmerksamkeit durch Klinikpersonal. Mit einem Sensor, der über den Behandlungszeitraum beim Kind bleibt und informiert, ob es sich erholt oder zusätzliche Behandlungsmassnahmen braucht, können gleichzeitig mehrere Patienten behandelt werden.

So funktioniert es

AMBICA ist ein tragbarer Dehydrationssensor, basierend auf Bioimpedanztechnologie. Bioimpedanz ist der Widerstand des Körpers gegen einen Stromfluss und hängt direkt vom Körperwassergehalt ab. Per Überwachung des Körperwassergehalts kann entschieden werde, ob sich ein Patient von Dehydration (einem Mangel an Körperwasser) erholt oder sich sein Zustand verschlechtert. AMBICA besteht aus zwei Manschetten, die sowohl an Hand als auch Fuss passen, eine Haupteinheit, die die Elektronik birgt, vier Elektroden und einem Kabel, welches die Elektroden mit der Haupteinheit verbindet. Die Manschetten fixieren Elektroden und Haupteinheit am Patienten. Durch die Verbindung aller Elektroden mit der Haupteinheit wird ein Stromkreis mit dem Kind als Widerstand gebildet und Bioimpedanz kann gemessen werden. Durch zwei LED’s auf der Oberseite der Haupteinheit signalisiert AMBICA, ob der Körperwassergehalt sinkt, gleich bleibt oder steigt und wie schnell dies geschieht.

Designprozess

Wir starteten den Designprozess mit der Definition des Szenarios, wie und wo ein Dehydrationssensor verwendet wird. Informationen dazu stammten von unserem Auftraggeber, dem Leiter des Mobile Health System Labs der ETH Zürich. Um AMBICA passend zu diesem Szenario zu gestalten, mit Kleinkindern und Klinikpersonal als Nutzern, analysierten wir Arbeitsbedingungen, technische Einschränkungen und Nutzerbedürfnisse. Dazu trafen wir mehrere Experten, die in der Schweiz und in Entwicklungsländern im medizinischen Bereich mit Kindern arbeiten. Mit den erlangten Informationen formten wir ein Konzept, welches durch drei Hauptanforderungen beschrieben wird: Integrität, Erschwinglichkeit und Kommunikation. Um diese abzudecken, begannen wir mit mehreren Iterationen von Ideenfindung, Prototypenbau und Verifikation. Dies resultierte in zwei Manschetten, die die Elektroden und die Haupteinheit mit dem Patienten verbinden und gleichzeitig als Abstandhalter und Abdeckung für die Elektroden diene (Integrität), wiederverwendbaren Teilen (alles ausser den Elektroden) und der Nutzung von nur einem Kabel anstatt ursprünglich vier (Erschwinglichkeit) und LED’s in Kombination mit einem Akustischen Signal, um Klinikpersonal über den Zustand des Kindes zu informieren (Kommunikation).

Warum es anders ist

Bis jetzt gibt es noch kein tragbares Gerät zur konstanten Überwachung des Dehydrationsstatus von Kleinkindern oder ähnliches. Jegliche Überwachung, gerade in Entwicklungsländern, geschieht „manuell“, also durch direkte Checks des Patienten durch Personal. Dehydrationssensoren für Athleten überwachen nur den Wassergehalt von kleinen Hautbereichen, während AMBICA den ganzen Körper (ohne den Kopf) überwacht. Dies ist besonders wichtig bei der Überwachung von Dehydration durch Durchfallerkrankungen. Dimensionen anderer Sensoren sind nicht für Kleinkinder ausgelegt, ausserdem sind sie nicht zur Weitergabe an neue Patienten entwickelt.

Pläne für die Zukunft

AMBICA wurde an das Mobile Health System Lab der ETH Zürich übergeben, wo die Entwicklung fortgeführt wird. Einer der nächsten Schritte ist die Integration der Messtechnik in den Design Prototypen. Mit einem funktionierenden Prototypen sind danach Validierungsstudien in Südafrika geplant.

Auszeichnungen