Oliver Reitz
Direktor des Eigenbetriebs Wirtschaft und Stadtmarketing Pforzheim (WSP)
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Fortschritt hautnah erleben: Jugend forscht 2023
26.05.2023
Von Jennifer Warzecha
Die Preisträgerinnen und Preisträger des 58. Bundeswettbewerbs Jugend forscht und damit Deutschlands beste MINT-Talente stehen fest. Deutschlands beste Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler wurden unter anderem von der Bundesministerin für Bildung und Forschung, Bettina Stark-Watzinger, in der ÖVB-Arena in Bremen ausgezeichnet.
Der 20 Jahre alte Bastian Auer aus Bayern zum Beispiel entwickelte ein patientenschonendes EKG-Konzept, bei dem nur noch vier von zehn Elektroden angelegt werden müssen. Neuronale Netzwerke rekonstruieren die fehlenden Signale der sechs schwerer anzubringenden Elektroden für ein vollständiges, störungsfreies Diagnostik-EKG. Er erhielt den Preis des Bundespräsidenten.
Entdeckung
Wie ist er darauf gekommen und wie hat er das entdeckt? „Die häufigste Todesursache in Deutschland sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen mit rund 338.000 Toten pro Jahr. Hierbei ist besonders in der Notfallmedizin höchste Eile geboten, um das Leben eines Patienten zu retten. Um vor Ort eine möglichst schnelle Diagnose stellen zu können, benötigt man ein Diagnostik-EKG, bestehend aus zehn EKG-Elektroden, welche insgesamt 12 Ableitungen produzieren, die zur Diagnostik verwendet werden. Ein solches anzulegen kann jedoch sehr zeitaufwendig und auch belastend für den Patienten in einer akuten Notfallsituation sein, da sechs der zehn Elektroden gezielt auf Zwischenrippenräume aufgeklebt werden müssen. Hierfür ist eine sehr präzise und zeitaufwendige Arbeitsweise von Nöten: Verklebt man sich nur um wenige Millimeter, kann das ganze EKG möglicherweise verfälscht werden. Oftmals ist es aufgrund der Begebenheiten auch nicht möglich, alle zehn Elektroden am Patienten anzubringen. Um dieses Problem zu lösen, können neuronale Netzwerke zur Datenrekonstruktion genutzt werden. Diese rekonstruieren aus den Signalen von vier leicht anlegbaren EKG-Elektroden die Signale der sechs fehlenden, schwerer anzubringenden Elektroden, um ein vollständiges Diagnostik-EKG zu schreiben. Zusätzlich filtert das trainierte Modell Bewegungsstörungen heraus, was ermöglicht, auch in turbulenten Situationen ein störungsfreies und einwandfrei lesbares EKG zu schreiben.“
Motivation
„Ich arbeite, seitdem ich 17 Jahre alt bin, beim Rettungsdienst. Bis zu meinem 19. Lebensjahr war ich dort ehrenamtlich beschäftigt. Seit Januar 2023 arbeite ich dort hauptamtlich. Seit der 5. Klasse bin ich ehrenamtlicher Sanitäter im Bayerischen Roten Kreuz (BRK). Dort habe ich die massive Belastung für die Patienten bei einem 12 Kanal-EKG erkannt und habe mir überlegt, wie man dies besser lösen könnte. Um dies zu lösen, kam ich auf die Idee, mithilfe von neuronalen Netzen die Daten der sechs schwer anzubringenden Elektroden zu rekonstruieren. Somit ist es mit meinem Aufbau nur noch notwendig, vier anstelle von zehn Elektroden anzubringen. Seit Dezember 2022 bin ich Rettungssanitäter.“
Hintergrund
Auf die Frage, wie die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Bundeswettbewerbs ihr Wissen, ihre Ideen und Forschungsprojekte entwickeln, antwortet Dr. Daniel Giese, Leiter Kommunikation und Public Affairs der Stiftung Jugend forscht e. V.: „Die Projekte entstehen in ganz unterschiedlichen Kontexten: aus dem Unterricht heraus, in AGs, zu Hause, an Schülerforschungszentren, in der Ausbildung etc. Mich haben alle Finalprojekte begeistert, da möchte ich keines herausheben. Es war wieder toll zu sehen, wie die Jungforschenden aktuelle Themenstellungen in Wissenschaft und Gesellschaft aufgegriffen und in ein Jugend forscht-Projekt umgesetzt haben.“
Alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer und ihre Forschungsprojekte sind hier zu finden:
26.05.2023
"Seit der 5. Klasse bin ich ehrenamtlicher Sanitäter im Bayerischen Roten Kreuz (BRK). Dort habe ich die massive Belastung für die Patienten bei einem 12 Kanal-EKG erkannt und habe mir überlegt, wie man dies besser lösen könnte. "
Von Jennifer Warzecha
Die Preisträgerinnen und Preisträger des 58. Bundeswettbewerbs Jugend forscht und damit Deutschlands beste MINT-Talente stehen fest. Deutschlands beste Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler wurden unter anderem von der Bundesministerin für Bildung und Forschung, Bettina Stark-Watzinger, in der ÖVB-Arena in Bremen ausgezeichnet.
Der 20 Jahre alte Bastian Auer aus Bayern zum Beispiel entwickelte ein patientenschonendes EKG-Konzept, bei dem nur noch vier von zehn Elektroden angelegt werden müssen. Neuronale Netzwerke rekonstruieren die fehlenden Signale der sechs schwerer anzubringenden Elektroden für ein vollständiges, störungsfreies Diagnostik-EKG. Er erhielt den Preis des Bundespräsidenten.
Entdeckung
Wie ist er darauf gekommen und wie hat er das entdeckt? „Die häufigste Todesursache in Deutschland sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen mit rund 338.000 Toten pro Jahr. Hierbei ist besonders in der Notfallmedizin höchste Eile geboten, um das Leben eines Patienten zu retten. Um vor Ort eine möglichst schnelle Diagnose stellen zu können, benötigt man ein Diagnostik-EKG, bestehend aus zehn EKG-Elektroden, welche insgesamt 12 Ableitungen produzieren, die zur Diagnostik verwendet werden. Ein solches anzulegen kann jedoch sehr zeitaufwendig und auch belastend für den Patienten in einer akuten Notfallsituation sein, da sechs der zehn Elektroden gezielt auf Zwischenrippenräume aufgeklebt werden müssen. Hierfür ist eine sehr präzise und zeitaufwendige Arbeitsweise von Nöten: Verklebt man sich nur um wenige Millimeter, kann das ganze EKG möglicherweise verfälscht werden. Oftmals ist es aufgrund der Begebenheiten auch nicht möglich, alle zehn Elektroden am Patienten anzubringen. Um dieses Problem zu lösen, können neuronale Netzwerke zur Datenrekonstruktion genutzt werden. Diese rekonstruieren aus den Signalen von vier leicht anlegbaren EKG-Elektroden die Signale der sechs fehlenden, schwerer anzubringenden Elektroden, um ein vollständiges Diagnostik-EKG zu schreiben. Zusätzlich filtert das trainierte Modell Bewegungsstörungen heraus, was ermöglicht, auch in turbulenten Situationen ein störungsfreies und einwandfrei lesbares EKG zu schreiben.“
Motivation
„Ich arbeite, seitdem ich 17 Jahre alt bin, beim Rettungsdienst. Bis zu meinem 19. Lebensjahr war ich dort ehrenamtlich beschäftigt. Seit Januar 2023 arbeite ich dort hauptamtlich. Seit der 5. Klasse bin ich ehrenamtlicher Sanitäter im Bayerischen Roten Kreuz (BRK). Dort habe ich die massive Belastung für die Patienten bei einem 12 Kanal-EKG erkannt und habe mir überlegt, wie man dies besser lösen könnte. Um dies zu lösen, kam ich auf die Idee, mithilfe von neuronalen Netzen die Daten der sechs schwer anzubringenden Elektroden zu rekonstruieren. Somit ist es mit meinem Aufbau nur noch notwendig, vier anstelle von zehn Elektroden anzubringen. Seit Dezember 2022 bin ich Rettungssanitäter.“
Hintergrund
Auf die Frage, wie die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Bundeswettbewerbs ihr Wissen, ihre Ideen und Forschungsprojekte entwickeln, antwortet Dr. Daniel Giese, Leiter Kommunikation und Public Affairs der Stiftung Jugend forscht e. V.: „Die Projekte entstehen in ganz unterschiedlichen Kontexten: aus dem Unterricht heraus, in AGs, zu Hause, an Schülerforschungszentren, in der Ausbildung etc. Mich haben alle Finalprojekte begeistert, da möchte ich keines herausheben. Es war wieder toll zu sehen, wie die Jungforschenden aktuelle Themenstellungen in Wissenschaft und Gesellschaft aufgegriffen und in ein Jugend forscht-Projekt umgesetzt haben.“
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