Zuverlässiges nicht-störendes Monitoring im privaten Raum (RUMPS)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Steffen Leonhardt
• Fachliche Zuordnung: Biomedizinische Systemtechnik
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 577565027

Kardiovaskuläre Erkrankungen sind weiterhin eine der häufigsten Ursachen für den vorzeitigen Tod. Daher wäre das kontinuierliche und unmerkliche Monitoring der Vitalsignale, wie Herzfrequenz und Atemfrequenz, im privaten Raum wünschenswert, weil dadurch solche Erkrankungen frühzeitig entdeckt werden können, während die Arbeitslast in Krankenhäusern und Arztpraxen verringert werden kann. Allerdings sind nicht-störende Sensoren anfälliger für Rauschen und Bewegungsartefakte, sodass spezialisiertere Algorithmen notwendig sind, um ein verlässliches Monitoring zu gewährleisten. In diesem Projekt wird grundlegendes Wissen über die intrinsische Kopplung von Herz und Lunge sowie die extrinsische Kopplung des Körper-Sensor-Interfaces mit dem Ziel der Entwicklung von Modellen, die Sensorfusionsalgorithmen unterstützen, erforscht. Im ersten Schritt wird ein datengetriebenes Modell, das die Kopplung des kardiorespiratorischen Systems beschreibt, entwickelt. Dieses wird später einen wichtigen Teil der Sensorfusionsalgorithmen darstellen. Im zweiten Schritt wird das Körper-Sensor-Interface für verschiedene nicht-störende Sensormodalitäten modelliert. Im dritten Schritt wird ein Körperphantom entwickelt, das für die Validierung des zuvor entwickelten Models genutzt wird und das es ermöglicht wiederholbare Messungen mit bekannten Parametern durchzuführen. Im vierten Schritt wird das zuvor erlangte Wissen genutzt, um modellbasierte Sensorfusionsalgorithmen basieren auf klassischen und Machine-Learning Ansätzen zu entwickeln. Zuletzt wird eine Studie mit einer diversen Studienpopulation in Hinsicht auf Geschlecht, Alter, BMI und Hautfarbe durchgeführt und die Daten verwendet, um die Algorithmen in realen Szenarien zu validieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen