Medizin: Forscher messen Herzfrequenz per WLAN
Ein Forschungsteam der University of California in Santa Cruz(öffnet im neuen Fenster) hat eine Methode entwickelt, die handelsübliche WLAN-Signale in ein präzises Messinstrument für die Herzfrequenz verwandelt. Das System trägt den Namen Pulse-Fi und erreicht Werte, die mit klinischen Geräten vergleichbar sind – und das ganz ohne Sensoren am Körper.
Die Funktionsweise basiert auf einem einfachen Prinzip: Wenn Funkwellen auf den menschlichen Körper treffen, verändern sich ihre Signale minimal. Jeder Herzschlag erzeugt winzige Bewegungen, die diese Schwankungen verursachen.
Mithilfe eines speziell entwickelten neuronalen LSTM-Netzwerks gelingt es, die Veränderungen aus dem Rauschen herauszufiltern und in exakte Pulswerte umzuwandeln. Für den Aufbau reichen Bauteile wie ein ESP32-Board oder ein Raspberry Pi, so dass sich die Gesamtkosten auf rund 40 US-Dollar belaufen.
Die Forscher testeten Pulse-Fi mit 118 Probandinnen und Probanden. Schon nach wenigen Sekunden Messzeit lag der Fehler bei nur rund 0,5 Schlägen pro Minute – eine Genauigkeit, die mit medizinischen Standards vergleichbar ist. Die Werte blieben sogar dann konstant, wenn sich die Körperhaltung veränderte oder der Proband sich bewegte. Bis zu einer Distanz von drei Metern ließen sich die Werte zuverlässig erfassen.
Forscher blicken auf die nächsten Anwendungen
Die Idee, Vitaldaten über WLAN zu erfassen, ist nicht neu. Bereits 2024 präsentierte das taiwanesische Unternehmen Delta auf der Computex eine Technologie, die Atem- und Herzfrequenz anhand von Signalveränderungen bestimmen sollte. Damals lag die Genauigkeit jedoch deutlich niedriger, zudem funktionierte das Verfahren nur in einem Abstand von etwa einem Meter.
Während es sich dabei noch um einen eher experimentellen Ansatz handelte, zeigt Pulse-Fi nun unabhängig davon, dass auch größere Reichweiten und klinisch präzise Ergebnisse möglich sind.
An diesem Punkt will das Forschungsteam jedoch nicht stehen bleiben. Neben der Pulsmessung arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bereits daran, auch die Atemfrequenz erfassen zu können. Auf diese Weise ließen sich künftig Atemwegserkrankungen oder Störungen wie Schlafapnoe aufspüren. Erste, bislang noch unveröffentlichte Ergebnisse bewerten die Forscher als vielversprechend.