Gesundheitsmonitor für das Schlachtfeld

Im Mai ist es soweit: Dann wird die US-Armee den ersten groß angelegten Feldtest mit tragbaren Gesundheitsmonitoren starten, mit denen künftig ihre Soldaten ausgerüstet werden sollen. Die Technologie wird seit drei Jahren entwickelt. Das 2003 gestartete und neun Millionen Dollar teure Projekt beinhaltet Sensoren, die Daten wie den Herzschlag überwachen und diese dann an einen Prozessor übermitteln, der am Körper getragen wird. Nach einer Analyse werden diese Daten dann als Gesundheitsstatus-Rating an den PDA eines Feldarztes weitergeleitet.

Das Programm wird von Colonel Beau Freund gemanagt. Die Idee: Sanitäter sollen künftig ständig über die Gesundheitswerte und die Position ihrer Soldaten informiert sein. So lassen sich auch Verletzungen und Krankheiten im Vorfeld vermeiden, wie Freund sagt. So überwacht das System beispielsweise, ob ein Soldat dehydriert ist und ob er genügend Schlaf hatte. Werte zur Ausgeruhtheit eines Soldaten sind wichtig: "Ist ein Kämpfer ausgeruht genug, um gute Entscheidungen zu treffen?", fragt Freund. Ein Vorgesetzter könnte dann all diese Informationen zusammentragen und schließlich die frischesten Truppen in den Kampf schicken.

Militärärzte und Kommandeure können sich diese Informationen auch auf einer Karte des Schlachtfeldes anzeigen lassen - mit Positionsangaben und Rating-Farben für jeden einzelnen Soldaten. Grün bedeutet "okay", Gelb bedeutet "überprüfen", Rot "sofort überprüfen" und Blau "unbekannt". Nimmt die Soldatendarstellung die Farbe Grau an, konnten über fünf Minuten lang keine Lebenszeichen mehr empfangen werden. Mit Hilfe einer Zoomfunktion lassen sich anschließend detaillierte Daten eines Soldaten abfragen - Vitalwerte, genaue Position und wie lange er geschlafen und wie viel Flüssigkeit er zu sich genommen hat. Das System ist laut Freund so ausgelegt, dass es die Mediziner nicht mit zu großen Datenmengen überflutet, macht es aber leicht, verletzte Soldaten schnell aufzufinden. Das System arbeitet derzeit mit einem Microsoft-PDA, der zur Anzeige medizinischer Daten ausgelegt ist.

Das Team um Freund wollte einen leichten Gesundheitsmonitor schaffen, der mindestens 72 Stunden lang ohne zusätzliche Energiezufuhr läuft, auch ein Eintauchen in Wasser übersteht und allgemein so wartungsfrei ist, dass Soldaten vergessen, dass sie ihn tragen. Ihre Lösung besteht aus einer Reihe von Sensoren, die unter anderem in einem Brustgürtel, an der Uhr des Soldaten und im Wasserbeutel stecken. Hinzu kommt die Prozessoreinheit; alles zusammen wiegt nur 720 Gramm. Sechs verschiedene Datenkategorien werden gesammelt: Vitalwerte, Körperausrichtung, Flüssigkeitszufuhr, Schlafstatus, Körpertemperatur und ob ein Soldat angeschossen wurde. Mark Buller, leitender Ingenieur des Projektes, glaubt, dass die Kosten für den gesamten Gesundheitsmonitor inklusive Prozessoreinheit bei Massenproduktion rund 600 Dollar betragen würden.

Die Hauptsensoren stecken in einem Brustgürtel, der Puls, Atmung, Körpertemperatur, Körperausrichtung und Bewegung (ob der Soldat steht, sich in einem Fahrzeug befindet oder läuft) misst. Der Gürtel besteht aus drei Silber enthaltenden Stoffelektroden und einem Temperatursensor. Außerdem ist ein Beschleunigungsmesser enthalten, der sowohl Körperposition als auch Bewegung messen kann. Der Gürtel überwacht außerdem die Ausdehnung der Brust, um die Atmungsvorgänge zu zählen. Ein zusätzlicher Audiosensor kann Vibrationen erkennen, die von Schusswunden stammen - er wurde allerdings bislang noch nicht im Gefecht getestet.

Die Sensoren wurden mit Hilfe bestehender Technologien entwickelt, einzigartig machen das System vor allem die Algorithmen in der Prozessoreinheit. So wird die Flüssigkeitszufuhr gemessen, in dem überprüft wird, wie viel Wasser den blasenartigen Trinkbehälter verlässt. Der Prozessor kann das Trinkmuster analysieren und so feststellen, ob ein Soldat einen Schluck nimmt, oder durch ein Leck konstant Wasser aus dem Trinkbehälter läuft. Code "Grau" wird erst dann gesendet, wenn das System fünf Minuten lang weder Atmung noch Herzschlag feststellen konnte. Die Technik erkennt allerdings, wenn der Soldat den Sensor abgenommen hat - dann wird ein blaues Signal gesendet, das einen unbekannten Status anzeigt. Neben dem Gesundheitsstatus übermittelt das Gerät auch einen Verlässlichkeitswert: "Man weiß also, wenn man nichts weiß", so Freund. So ließen sich Fehlalarme vermeiden.

Derzeit werden die Gesundheitsdaten über Radiofrequenzen übermittelt, aber das könnte sich dank der offenen Architektur noch ändern. Mit Hilfe interner Funksender liegt die Reichweite derzeit bei ungefähr 100 Metern, um große Distanzen zu überbrücken, lässt sich das System aber auch an kommerzielle Sender oder Feldsender anschließen. Die Daten wurden außerdem bereits mit Hilfe von Handy-SMS-Botschaften verschickt.

Michael Cima, Professor für Material- und Ingenieurwissenschaften am MIT, hält das System für eindrucksvoll. Cima arbeitet an Medizingeräten und hat Verbindungen zum Institute for Soldier Nanotechnologies am MIT. Besonders lobenswert findet er den modularen Ansatz - so ließe sich das System auch für andere Anwendungen im Gesundheitsbereich nutzen. Cima glaubt, dass die Armee-Technik zu Medizintechnikgeräten führen kann, mit denen Patienten nach einem Krankenhausaufenthalt überwacht werden könnten.

Der Einsatz des neuen Armee-Systems soll allerdings nur schrittweise erfolgen. Uhren, die das Schlafverhalten überwachen, werden im Irak bereits an Piloten getestet. Diese Geräte nutzen Bewegungsmesser, um Informationen über Körperbewegungen zu erfassen; diese können dann verwendet werden, um zu analysieren, ob der Träger wach ist oder schläft. Jede Waffengattung wird zudem nicht jeden Sensor brauchen. Die US-Armee arbeitet aber bereits mit der NASA, der Navy und der Air Force zusammen, die sich für Sensoren interessieren, mit denen sich Kampfanzüge herstellen lassen, die sich an Beschleunigungskräfte anpassen.

Übersetzung: Ben Schwan. (wst)