„Humans in Space 2019“: Institut präsentierte digitales medizintechnisches Messsystem zur Anwendung im All
„Gemeinsam zum Mars“ war das Motto der diesjährigen Konferenz „Humans in Space 2019“ der Internationalen Akademie für Astronautik in Dubai. Weltraumspezialisten und Forscher aus Medizin, Medizintechnik und den Lebenswissenschaften der führenden Weltraumnationen, wie USA, Russland, China, Japan und Indien, Mitglieder der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), wie Frankreich und Deutschland, als auch aufstrebende, junge Weltraumnationen, wie der Gastgeber Vereinigte Arabische Emirate, diskutierten vier Tage lang über Probleme und Lösungsvorschläge zur Vorbereitung von zukünftigen, langdauernden und bemannten Mond- und Mars-Missionen.
Starke Strahlungseffekte, geänderte Gravitationsbedingungen, große Entfernung von der Erde, extreme Isolation sowie feindliche Lebensumgebungen sind die fünf größten Herausforderungen für zukünftige, langdauernde, interplanetare bemannte Weltraumunternehmen. Beispielsweise dauert die Übertragungszeit eines Funksignals vom Mars zur Erde in einer Richtung bis zu 24 Minuten. Die Zeit für die Evakuierung der Astronauten vom Nachbarplaneten Mars bei einem eventuellen Notfall kann neun bis zwölf Monate nach einem möglichen Startfenster betragen. Schnelle, direkte Kollaborationen zwischen den Akteuren im Weltraum und auf der Erde sind nicht mehr möglich. Medizinische und technische Systeme müssen vollständig autonom arbeiten.
Die größten Anstrengungen zur Vorbereitung der interplanetaren Reise zum Mars müssen zur Unterstützung der Astronauten und deren Gesundheit in die Fachdisziplinen Medizintechnik und Biotechnologie investiert werden. Muskulatur, Knochen, Verteilung der Körperflüssigkeit, zentrales und autonomes Nervensystem sowie das Herz-Kreislauf-System sind besonders belastete Komponenten des menschlichen Körpers in langdauernden Weltraummissionen.
Professor Dr. Walter Kullmann, Leiter des Instituts für Medizintechnik Schweinfurt (IMES), präsentierte auf der Konferenz in einem wissenschaftlichen Vortrag ein neu entwickeltes digitales, mobiles Messsystem zur Risikoabschätzung für das Herz-Kreislauf-System, den so genannten „MARSobserver“. Mit der synchronen Messung der elektrischen Herzaktivität und der optischen Detektion der Pulswelle ermöglicht das System einen tiefen Einblick in das menschliche Herz-Kreislauf-System. Durch die Nutzung von Methoden der künstlichen Intelligenz und der Modellierung physiologischer Zusammenhänge bei der Auswertung der Signale unterstützt das Messsystem mit einfacher Messtechnik die Abschätzung eines vorliegenden Herzinfarkt-Risikos, analysiert den Stresszustand, blickt in das autonome Nervensystem, bestimmt Eigenschaften der Pulswelle, detektiert die Sauerstoffsättigung, misst Blutdruckänderungen ohne Nutzung einer Manschette und gibt Auskunft über die arterielle Gefäßsteifigkeit.
Das Institut möchte mit derartigen herausfordernden medizintechnischen Entwicklungen einen kleinen Baustein zum Gelingen der bemannten Erforschung des nahen, interplanetaren Weltalls beitragen und gleichzeitig Anwendungen in der Telemedizin auf der Erde unterstützen. Interessierten und motivierten Studierenden wird die Möglichkeit geboten, an einem der aktuellen, ultimativen technischen Vorhaben der Menschheit, dem bemannten Raumflug zum Nachbarplaneten Mars, in Kooperation mit internationalen Forscher- und Entwicklergruppen teilzunehmen.