Energy-Harvesting-Lösungen nutzen Energie aus der Umwelt für den Betrieb eines Systems. Symbolbild: Rohan Makhecha via Unsplash

Energieautarke Geräte ermöglichen Medtech-Innovationen

01. Februar 2024 09:33

Zürich - Helbling unterstützt Innovationen in der Medizintechnik mit Energy Harvesting, wobei Geräte durch Umgebungsenergie energieautark werden. Das ermöglicht etwa aktive Implantate. Für die Umsetzung solcher Lösungen nutzt Helbling einen systemtechnischen Ansatz.

Medizintechnische Geräte könnten durch sogenannte Energy-Harvesting-Lösungen künftig häufiger ohne Batterie auskommen und Implantate noch kleiner werden. Das beschreibt ein Fachartikel der Engineering- und Consulting-Firma Helbling, die Unternehmen bei dieser Entwicklung unterstützt und schon zahlreiche Projekte realisiert hat. Momentan stehen laut der Helbling-Fachleute viele vielversprechende Technologien gerade für medizinische Geräte in den Startlöchern. Bei diesem Prinzip wird Energie aus der Umwelt für den Betrieb eines Systems genutzt. Generell ist Energy Harvesting zum Beispiel relevant für Systeme zur kontinuierlichen Überwachung des Blutzuckerspiegels und implantierbare Herzstimulatoren. Diese Lösungen könnten somit helfen, Operationen, deren medizinische Risiken und die Kosten für das Gesundheitssystem weiter zu reduzieren.

Im Fachartikel wird insbesondere auf den Entwicklungsprozess eingegangen. Bei Helbling wenden multidisziplinäre Teams einen systemtechnischen Ansatz an, der eine ganzheitliche Analyse erfordert. Augenmerk liegt zunächst auf den Funktionen und dem Energiebudget des Systems. Dann werden im Rahmen von Anwendungsszenarien Energiequellen in der Umgebung wie Licht, Wärme oder Bewegung ausgemacht und unter realen Bedingungen getestet. In Bezug auf mögliche technologische Lösungen geht es im nächsten Schritt um die Untersuchung von Wandlern. Sie ermöglichen die Umwandlung der Energiequelle in Elektrizität: Photovoltaikzellen gewinnen beispielsweise Energie aus Licht, Elektroden aus biochemischen Stoffen.

Dabei sind gemäss dem Fachartikel sogenannte Harvester-Schaltkreise wichtig. Sie gewährleisten eine zuverlässige Energie-Versorgung. Es wird auf Architekturen und Schaltungen zurückgegriffen, die sich mit dem Aufkommen des Internets der Dinge (IoT) verbreitet haben, heisst es.
 
Die Autoren schätzen das Potenzial für Energy-Harvesting-Lösungen als sehr gross ein, dementsprechend laufe auch die Forschung auf Hochtouren. Dabei setze Helbling bei der Umsetzung solcher Lösungen stark auf sein Partnernetzwerk, um den Technologietransfer für Innovationen in der Medizintechnik voranzutreiben. ce/yvh

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