Electric Field Sensing of physiological activity using optical fibers – a disruptive biosensing principle (ELFISENS)

Das Projekt „ELFISENS“ hat sich zum Ziel gesetzt, die Überwachung von Hirnaktivität mittels Elektroenzephalografie (EEG) zu revolutionieren. Eine herkömmliche EEG ist beispielsweise zur Überwachung von Neugeborenen in der Intensivmedizin unverzichtbar, erfordert jedoch Kontaktelektroden, welche die empfindliche Haut von Säuglingen reizen können. Im Gegensatz dazu erfasst der neuartige „ELFISENS“-Ansatz die Biosignale, ohne die Haut zu berühren, indem direkt bioelektrische Felder durch optische Fasersensoren innerhalb von 3D-gedruckten Strukturen ausgelesen werden. Hierin wiederum wandeln piezoelektrische Materialen die schwachen bioelektrischen Felder in winzige mechanische Ausdehnungen um, welche aber dennoch durch die hochempfindlichen optischen Fasersensoren messbar sind.

Die berührungslosen „ELFISENS“-Sensoren können in bequem zu tragende Mützen oder auch direkt in Kissen oder Matratzen integriert werden, sodass eine langfristige Überwachung, beispielsweise von Neugeborenen, ohne Nebenwirkungen möglich ist. Außerdem könnte der Einsatzbereich der EEG-Technologie auf Notfallsituationen oder mobile Anwendungen erweitert werden, in denen bisher die Verwendung von Kontaktelektroden nur schwer möglich ist.

Daran forschen Jun.-Prof. Dr. Thomas Kissinger, Jun.-Prof. Hongye Sun und Jun.-Prof. Dr. Patrique Fiedler von der Technischen Universität Ilmenau.