Wearables zur Stressüberwachung: T-Sense

Präzise Stressüberwachung am Handgelenk zur Unterstützung der psychischen Gesundheit

Psychische Erkrankungen wie Angstzustände und Stimmungsstörungen treten immer häufiger auf und erfordern proaktive, sensible Lösungen. In Zusammenarbeit mit Elitac Wearables2M Engineering entwickelte im Rahmen des Projekts T-Sense Stressüberwachungs-Wearables und -Technologie: ein intelligentes Wearable-Shirt, das physiologische Anzeichen von Stress in Echtzeit überwacht.

Während sich Elitac Wearables auf die Integration von Elektronik in Textilien und haptisches Feedback konzentrierte, bestand unsere Aufgabe darin, das Sensorsystem zu entwerfen und zu entwickeln, das Biosignale wie:

  • Herzfrequenz (HR)
  • Herzfrequenz-Variabilität (HRV)
  • Muster der Atmung
  • Elektrodermale Aktivität (EDA)

Und das alles in einem nicht störenden, abwaschbaren Textilfaktor.

T-Sense-Wearables zur Stressüberwachung

Technischer Schwerpunkt: Entwurf eingebetteter Sensoren

Wir haben ein kompaktes, stromsparendes Sensormodul entwickelt, das für langfristigen Verschleiß und zuverlässige Leistung optimiert ist. Das System umfasst:

  • Textilintegrierte Trockenelektroden für HR und HRV, platziert in Rumpfbereichen, die beim traditionellen EKG weniger häufig verwendet werden (da Hände/Füße nicht zugänglich waren)
  • Sensoren für die Atmung Messung der Atemfrequenz und des Atemrhythmus mittels dehnungsempfindlicher Textilzonen
  • EDA-Sensoren eingebettet im Brustbereich, die Mikroveränderungen der Hautleitfähigkeit im Zusammenhang mit emotionaler Erregung erfassen
  • Temperatur- und Bewegungssensoren zur kontextuellen Interpretation von Stressreaktionen

Besonderes Augenmerk wurde darauf gelegt, dass das System auch für hochsensible Benutzergruppen komfortabel ist, mit unmerklicher Sensorik, die bei alltäglichen Aktivitäten nahtlos funktioniert.

Genaue Ergebnisse sind bei der Stressüberwachung wichtig

Während der Tests haben wir die T-Sense-Signale mit klinischen Referenzsensoren verglichen. Die Ergebnisse bestätigten, dass die Daten des tragbaren Shirts, einschließlich der Herzfrequenzspitzen und EDA-Reaktionen auf plötzliche Reize, sehr genau und reaktionsschnell waren.

Eine herausragende Prüfung war die Schreckreaktionstest: Das intelligente Hemd erkannte zuverlässig die emotionale Erregung in Übereinstimmung mit den Referenzfingersensoren in wiederholten Sitzungen und bestätigte damit seine Reaktionsfähigkeit in Echtzeit.

Echtzeit-Dateneinblicke mit dem T-Sense Shirt

Visualisierung physiologischer Signale, die von unserem intelligenten Sensorsystem gemessen werden

Wir haben Beispiele von Echtzeitsignalen visualisiert, die während des Tests erfasst wurden, um besser zu veranschaulichen, wie das T-Sense Shirt physiologische Daten interpretiert. Diese Diagramme zeigen die Genauigkeit und Reaktionsfähigkeit der eingebetteten Sensoren für mehrere wichtige Gesundheitsparameter:

Herzfrequenz und Herzfrequenzvariabilität (HRV)

Dieses Diagramm zeigt, wie das Hemd die Herzschläge durch Textilelektroden erfasst. Die Variation zwischen den Schlägen, bekannt als Herzfrequenzvariabilität (HRV)ist ein starker Marker für Stress und emotionale Regulierung. Eine niedrigere HRV kann auf erhöhten Stress oder Angst hinweisen.
→ Grafik: Herzschlagspannungssignal mit beschrifteten RR-Intervallen

Überwachung des Atemmusters

Diese Atemkurve spiegelt ein gesundes Muster in Ruhe wider. Das T-Sense-Shirt erkennt Veränderungen des Atemrhythmus und der Atemamplitude durch dehnungsempfindliche Textilzonen. Unregelmäßige oder schnelle Atmung kann helfen, frühe Anzeichen von psychischem Stress zu erkennen.
→ Grafik: Atmungssignal mit Impedanz über die Zeit

Elektrodermale Aktivität (EDA) - Emotionale Reaktion

Die Grafik vergleicht emotionale Erregungssignale, die von den EDA-Sensoren des Hemdes erfasst wurden, mit Referenzfingerelektroden. Beide Systeme zeigten vergleichbare Spitzenwerte als Reaktion auf einen Schrecktest, was die Fähigkeit des Hemdes bestätigt, stressbedingte emotionale Zustände zu erfassen.
→ Grafik: Leitfähigkeitsreaktion des Brustsensors gegenüber der Referenz

Zusammen ermöglichen diese Messungen dem T-Sense-System einen zuverlässigen Echtzeit-Einblick in die Überwachung von Stress und psychischen Problemen - und das alles in einem diskreten und komfortablen, tragbaren Formfaktor.

Projektziele und Ergebnisse

  • Frühzeitige Erkennung von Stressaufbau zur Vermeidung von Wutausbrüchen oder psychischen Problemen
  • Verbesserte Sicherheit für das Pflegepersonal durch rechtzeitige Warnungen
  • Komfortables Design für hochsensible Patienten
  • Strapazierfähiger Prototyp, der abwaschbar ist und sich für einen längeren Einsatz eignet

Zusammenarbeit & Projektumfang

Das T-Sense-Projekt wurde finanziert von Provincie Utrecht und lief von März 2023 bis März 2025. Während des gesamten Projekts war 2M Engineering verantwortlich für:

  • Architektur des Sensorsystems
  • Eingebettete Software und Signalerfassung
  • Prototyping und technische Validierung
  • Optimierung der Signalgenauigkeit und des Benutzerkomforts

Diese Zusammenarbeit spiegelt unser Engagement wider, tragbare Sensortechnologien voranzutreiben, die einen realen Einfluss auf das Gesundheitswesen haben.

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