Ballistokardiografie im All
Mit dem smarten T-Shirt auf extraterrestrischer Mission
Aus dem All in den telemedizinischen Alltag? Ein smartes T-Shirt soll bei Astronaut Matthias Maurer während dessen Aufenthaltes auf der ISS Daten wie Puls und Blutdruck messen – und live zur Erde senden.
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Astronaut Matthias Maurer (r.) trägt ein smartes T-Shirt mit integrierten Sensoren, das auf der ISS über ein drahtloses Netzwerk physiologische Daten senden soll. Auswirkungen der Weltraumumgebung auf das menschliche Herz-Kreislauf-System können so bewertet und demonstriert werden.
© DLR
Köln. Ende Oktober soll der deutsche Astronaut Matthias Maurer an Bord einer SpaceX-Raumkapsel zur Internationalen Raumstation ISS fliegen. Seine erste ISS-Mission trägt den Namen „Cosmic Kiss“. 36 Experimente aus Deutschland sind für seine Mission vorgesehen. Eines davon ist Wireless Compose-2 (WICO2), geplant und vorbereitet vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie den Kooperationspartnern DSI Aerospace Technology, Hohenstein Laboratories und der Universität Bielefeld.
Das drahtlose Netzwerk liest laut DLR Sensordaten aus und kann die Position von Objekten im Raum durch Laufzeiten von Funkimpulsen bestimmen. Es stehe zudem als Plattform für weitere Versuche zur Verfügung. Im Experiment BEAT (Ballistocardiography for Extraterrestrial Applications and long-Term missions) messe ein mit Sensoren ausgestattetes T-Shirt Ballistokardiografie-Daten wie Puls und Blutdruck von Astronautinnen und Astronauten – auch von Matthias Maurer. Die Technik liefere ein durchgängiges Bild des vitalen Zustands des Astronauten.
Herz-Kreislauf-System unter Weltraumbedingungen
Maurer wird laut DLR als erster Astronaut das smarte Shirt „SmartTex“ auf der ISS tragen. In dem Shirt seien Sensoren so integriert, dass sie an der richtigen Stelle sitzen, um die relevanten physiologischen Daten zu messen. Der Astronaut könne die Sensoren so bequem am Körper tragen. Sie messen Herzparameter wie den relativen Blutdruck sowie Details zur Kontraktionsrate und zu Öffnungs- und Schließzeiten der Herzklappen, die normalerweise nur über Sonographie oder Computertomographie zugänglich sind. Auswirkungen der Weltraumumgebung auf das Herz-Kreislauf-System könnten so analysiert und bewertet werden.
Im Sommer hätten Forscher die Sensoren aus dem SmartTex am Boden im DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln in der Forschungsanlage :envihab kalibriert. Dass sich Muskeln unter Schwerelosigkeit zurückbilden, sei bekannt. „Das Herz ist auch ein Muskel. Interessant wird dann zu sehen, ob und wie sich das Herz unter Weltraumbedingungen verändert. Deswegen messen wir die ballistokardiografischen Daten bei Matthias Maurer vor, während und nach dem Aufenthalt auf der ISS.“, erklärt Martin Drobczyk, Projektleiter am DLR-Institut für Raumfahrtsysteme in Bremen. Und ergänzt: „Besonders relevant wird das für langfristige bemannte Weltraummissionen zu Mond und Mars“.
Zweite Versuchsperson schon gefunden
Im April 2022 werde dann die italienische Astronautin Samantha Cristoforetti zur ISS fliegen und dort ebenfalls das T-Shirt für Messungen tragen. „Uns freut es sehr, dass sowohl eine männliche als auch eine weibliche Versuchsperson das SmartTex tragen wird. Ganz besonders interessant ist es für uns zu sehen, ob es Unterschiede bei den Messdaten eines Astronauten und einer Astronautin geben wird“, verdeutlicht Drobczyk.
Das Unternehmen Hohenstein Laboratories habe das SmartTex entwickelt und zur Verfügung gestellt. Die Ballistokardiografie-Messung werde in Kooperation mit dem Raumfahrtunternehmen DSI Aerospace Technologie durchgeführt, von dem auch die Sensoren stammten. Medizinisch begleitet werde das Experiment durch die Medizinische Fakultät der Universität Bielefeld.
Die ermittelten Daten werden laut DLR innerhalb des Netzwerkes zwischengespeichert und in regelmäßigen Abständen vom Astronauten ausgelesen. Diese Datenpakete würden dann mittels der ISS-Verbindung zur Erde transferiert, wo das DLR-Forschungsteam diese auswertet. Für die Zukunft sei ein Technologietransfer des SmartTex zu Anwendungen im Bereich Fitness und Telemedizin denkbar, so das DLR.
