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Ein multifunktionales Messverfahren

Mart Min

Der estnische Wissenschaftler und Erfinder Mart Min hat mehrere Verfahren und Vorrichtungen zur Messung der elektrischen Impedanz erfunden - d. h. der Art und Weise, wie Elektrizität durch ein bestimmtes Material wandert - und damit Ergebnisse erzielt, die präziser und aussagekräftiger sind als alle bisherigen. Seine Messverfahren hatten so großen Erfolg, dass sie mittlerweile auf den unterschiedlichsten Gebieten zum Einsatz kommen: von der Analyse biologischen Gewebes bis hin zur Überwachung batteriegestützter Stromversorgungsgeräte, u. a. für Kommunikationsanlagen und Satelliten.

Erfinder: Mart Min, Estland

Erfindung: Verfahren und Vorrichtungen zur Messung elektrischer Bioimpedanz

Sektor: Elektrotechnik

Unternehmen: Technische Universität Tallinn

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Video Porträt


Mart Mins Erfindungen ermöglichen eine Hochgeschwindigkeitsanalyse verschiedener biologischer und chemischer Materialien und Strukturen sowie technischer Systeme, indem elektrische Signale mit ausgeklügelten Wellenformen zur Messung der elektrischen Impedanz in einem breiten Frequenzbereich herangezogen werden.

Die elektrische Impedanzmessung gibt Aufschluss darüber, wie Elektrizität durch ein bestimmtes Material wandert. Jedes Gewebe und jedes Material hat eine andere  elektrische Impedanz - je nach Molekularzusammensetzung, biologischer und physikalischer Struktur sowie technischer Konstruktion.

Die Grundidee ist nicht neu, doch Mins große Errungenschaft liegt darin, dass er neue, revolutionäre Wege zur Erzeugung, Messung und Analyse solcher Signale entwickelt hat, nachdem die Ergebnisse früherer Mess- und Analyseverfahren nicht präzise genug waren.

Eine der wichtigsten Erfindungen Mins ist daher ein völlig neuartiges Gerät und Verfahren zur Messung der elektrischen Bioimpedanz, das Materialien auf simple Art und Weise durch diskrete Abtastung und numerische Signalverarbeitung analysiert.

Mins Erfindung macht sich die abwechselnde Erzeugung und Demodulierung von Signalen sowohl bei analoger als auch bei digitaler Signalverarbeitung zunutze. Auf diese Weise lassen sich mit einem einfachen, energiesparenden Gerät präzisere Messungen vornehmen. Die unerwünschten Effekte höherer Oberschwingungen bei den rechteckigen Wellensignalen und deren Auswirkung auf die Empfindlichkeit von Synchrondetektoren werden im Wesentlichen unterdrückt oder eliminiert.

Die Bioimpedanzmessung an Menschen und Tieren hat sich als nicht invasive Methode zur Messung etwa des Blutflusses und der Körperzusammensetzung bewährt und birgt Potenzial für viele andere bedeutende Anwendungen im medizinischen Bereich. Das Messverfahren wird auch benutzt, um die Zusammensetzung von Metallen und Legierungen zu bestimmen.

Nur sehr wenige Erfinder können für sich in Anspruch nehmen, dass der Anwendungsbereich ihrer Erfindungen von der Molekularbiologie bis hin zur Raumfahrt reicht. Mins grundlegendes Messverfahren für die elektrische Impedanz kann zur automatischen Frequenzsteuerung in Herzschrittmachern und zur Analyse der Beschaffenheit von biologischem Gewebe, also Blutgefäßen und Transplantaten, ebenso eingesetzt werden wie zur Überwachung des Ladezustands von Batterien bei medizinischen Apparaten, Kommunikationsanlagen und Weltraumsatelliten, um Stromausfälle zu verhindern. 

Durch ihre präzisen Messergebnisse hat die Erfindung die medizinische Diagnostik schon jetzt maßgeblich beeinflusst und die Überlebenschancen zahlreicher Patienten auf der ganzen Welt verbessert, nicht zuletzt dank ihrer Nutzung in frequenzadaptiven Herzschrittmachern.

Eine Schlüsselrolle wird die Erfindung auch im RP7-Projekt "SAFEMETAL" der EU spielen, wo es darum geht, Euromünzen durch Ermittlung der enthaltenen Metalle und Legierungen auf ihre Echtheit zu prüfen. Damit soll Fälschungen ein Riegel vorgeschoben und Schaden von der europäischen Wirtschaft abgewendet werden.

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