Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) hat gemeinsam mit Partnern im Forschungsbündnis AMI das Sensorsystem goVISCAN präsentiert. Das kompakte Gerät mit den Abmessungen von 10 × 7,5 × 2,5 Zentimetern dient der kontaktlosen Erfassung zentraler Vitalparameter, darunter Herzrate, Atemfrequenz sowie die Sauerstoffsättigung des Blutes, wie aus einem Medienbericht hervorgeht.
Multispektrale Erfassung über Mikrolinsen
Die Kerntechnologie des miniaturisierten Sensors basiert auf einer Multispektralkamera. Diese besteht aus neun monolithisch gefertigten Mikrolinsen, die jeweils einen eigenen Spektralbereich von Blau bis in das nahe Infrarot (NIR) abdecken. Über dieses optische System registriert goVISCAN minimale, durch den pulsierenden Blutfluss bedingte Helligkeitsschwankungen auf der Hautoberfläche.
Das Sensorsystem arbeitet bei einem Blickwinkel von 40 Grad und deckt einen Messabstand zwischen 70 Zentimetern und 1,3 Metern ab. Als Haupteinsatzfelder nennt das Institut die Patientenüberwachung, telemedizinische Anwendungen sowie den Einsatz in Fahrzeugen zur Müdigkeitserkennung und in Leitständen. Die Erstvorstellung des Systems erfolgt im Rahmen der Fachmessen W3+ in Jena sowie der VISION in Stuttgart.
Ergänzende Forschungsansätze bei kontaktloser Diagnostik
Die Entwicklung optischer Messmethoden erfolgt parallel zu Fortschritten im Bereich hochfrequenter Radarsensorik. Ein Entwicklungsteam erprobte ein kontaktloses Schlaf- und Atemüberwachungssystem auf Basis eines 24-GHz-Millimeterwellen-Radarsensors (MR24BSD1, FMCW). Diese mit einem ESP32-Mikrocontroller und einem Butterworth-Tiefpassfilter 4. Ordnung (0,8 Hz) betriebene Hardware registriert Atemfrequenzen im Bereich von 0,1 bis 0,5 Hz (6 bis 30 Atemzüge pro Minute) sowie Herzfrequenzen zwischen 0,8 und 2 Hz (48 bis 120 Schläge pro Minute) anhand mikroskopischer Brustkorbbewegungen.
In einem einwöchigen Testlauf ermittelte das Team bei der Atemfrequenz einen Durchschnittswert von 16,2 Schlägen pro Minute gegenüber einer Referenz von 15,8, wobei drei von vier Atempausen von zehn Sekunden Dauer erfasst wurden.
Das Fraunhofer IOF zeigt mit einem 10 × 7,5 × 2,5 Zentimeter kleinen Multispektral-Sensor, wie weit kontaktlose Vitalparameter-Erfassung technisch ist. Der regulatorische Engpass bleibt: kein einziges Produkt am Markt vereint kontaktlose Messung, Miniaturisierung und Klasse-II-Zertifizierung. Wer die Lücke zuerst schließt, besetzt den Markt vor der Konkurrenz. Jetzt kostenlosen Strategie-Report anfordern
Zudem wurden 12 von 11 Körperbewegungen registriert sowie die Ein- und Aufwachzeiten mit einer Genauigkeit von plus/minus fünf Minuten bestimmt. Die Herzfrequenzerfassung und Schlafphasenerkennung erwiesen sich bei diesem Versuchsaufbau hingegen noch als unzuverlässig.
Eine Alternative stellen 60-GHz-Millimeterwellen-Radare mit Phased-Array-Antennen dar. Diese ermöglichen Raumkartierungen mit bis zu 30 Zonen und können bis zu fünf Personen simultan verfolgen, stoßen jedoch bei Störquellen wie Ventilatoren oder Haustieren noch an praktische Grenzen.
Hürden auf dem Weg zur medizinischen Zulassung
Trotz des technologischen Fortschritts bestehen bei kontaktlosen Verfahren weiterhin regulatorische und technische Hürden. Wie eine Marktanalyse mit Stand vom 22. Juli 2026 festhält, existiert am Markt bislang kein einzelnes Produkt, das gleichzeitig kontaktlos, portabel oder miniaturisiert arbeitet, eine multiparametrische Variabilitätsmessung von Herz- und Atemfrequenz mit hoher Präzision bereitstellt und über eine medizinische Zertifizierung der Klasse II oder höher (etwa nach Standards der NMPA, FDA oder CE) verfügt.
Bewegungsartefakte, schwaches Signal-Rausch-Verhältnis bei 50 Milliwatt und fehlende HRV-Nachweise bremsen jedes kontaktlose Sensorprojekt aus. Dieser Report zeigt, welche technischen Hürden zuerst zu lösen sind — und mit welcher Sensorfusion zertifizierte Geräte in den kommenden drei bis fünf Jahren Realität werden. Compliance-Roadmap jetzt sichern
Zwar erreichen kontaktlose Verfahren wie Photoplethysmographie (rPPG) und Millimeterwellen-Radar bei statischer Herzfrequenz eine Genauigkeit von 97,34 Prozent (RMAPE 2,66 Prozent), bei der Atemfrequenz liegt der RMAPE jedoch bei 15,66 Prozent. Für Herzfrequenzvariabilitäten fehlen weiterhin zertifizierte Nachweise.
Als größte Hürden gelten die Miniaturisierung auf zehn Kubikzentimeter, ein unzureichendes Signal-Rausch-Verhältnis bei einer Leistungsaufnahme von 50 Milliwatt sowie Bewegungsartefakte. Branchenbeobachter rechnen mit ersten zertifizierten Geräten, basierend auf Sensorfusionen und neuromorphen Chips, innerhalb der kommenden drei bis fünf Jahre.
