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Detail

BONES-Projekt: Visualisierung und Datenverarbeitung mit Analysetool jBEAM

Stellen Sie sich vor, Ihnen wurde ein künstliches Kniegelenk implantiert. Die Operation verlief reibungslos, das Gelenk ist richtig eingewachsen, der Arzt ist zufrieden. Trotz dessen entspricht ihr Gangverhalten nicht dem vorherigen Zustand und Sie fühlen sich unsicher. So ergeht es etwa einem Viertel der knieoperierten Patienten in Deutschland. Der Grund ist, dass für die Bestimmung der Knochenlage Verfahren zur Anwendung kommen, die große Ungenauigkeiten haben und genaue Verfahren hohe gesundheitliche Risiken mit sich bringen.

Das BONES-Förderprojekt greift diese Schwäche auf und hat das Ziel, mittels einer patentierten Idee unseres Projektpartners ITBB GmbH, über genaue Lagebestimmung des Knochens über 3 Druckpunkte genauere Aussagen über die Knochenbewegung zu generieren und dem behandelnden Mediziner bessere Daten zur Vorbereitung und Durchführung der Operation an die Hand zu geben. Damit dies möglich ist, müssen auf drei Ebenen Lösungen generiert werden:

1.       Erarbeitung der notwendigen Algorithmik und patientenindividuelles Fitting

  • Die menschlichen Knochen sind von Weichgewebe umgeben. Es ist ein komplexes mathematisches Verfahren notwendig, um die exakte räumliche Lage des relevanten Knochens zu bestimmen. Dies betrifft sowohl die Lokalisierung von Knochenbewegungen, als auch die eigentliche Erkennung der Kontaktfläche selbst. Zusätzlich kommen Sensorfolien zum Einsatz, die den Druckpunkt unabhängig der Bewegung des darüber liegenden Weichgewebes abbilden.

2.       Mechanik und Sensordesign

  • Ziel ist, dass der Patient nicht durch die Sensormanschette in seiner Bewegung spürbar eingeschränkt ist. Dafür haben wir am Institut für Product Engineering der Universität Duisburg-Essen eine Manschette entwickelt, an der die Sensoren (Druckmessfolien) an den jeweiligen Körperteilen angebracht werden. Dabei muss auch die Möglichkeit der Anbringung von Markern mit beachtet werden, die es Kamerasystemen erlauben, die Messanordnung zu tracken.

3.       Visualisierung und Datenverarbeitung

  • Hauptaufgabe der AMS GmbH ist, die ermittelten Daten so darzustellen, dass sie von Medizinern, Therapeuten in Rehaeinrichtungen und Sportwissenschaftlern mühelos und standortunabhängig genutzt werden können.
  • Die getrackten Bewegungen werden auf dem PC dargestellt und die notwendigen Parameter (z.B. Kniewinkel) dem behandelnden Mediziner angezeigt. So lassen sich auch Therapiefortschritte visualisieren.
  • Die Daten werden in eine Patientendatenbank eingelagert. Dort können sie gesucht, verglichen und auch ergänzt werden.

4.       Medizinische Tests

  • An der Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie des Universitätsklinikums Essen werden die entwickelten Algorithmen, entworfenen Manschetten sowie die vorgeschlagenen PC-Darstellungen in der Praxis auf ihre Tauglichkeit hin überprüft.

Wir sind sehr stolz, Konsortialführer in einem herausfordernden biomedizinischen Projekt zu sein und hoffen, dass Patienten ab 2019 von unseren gemeinsamen Forschungen profitieren werden.

Gern geben wir Ihnen auf Nachfrage weitere Informationen und stellen den Kontakt zu unseren beteiligten Projektpartnern her.

Das Projekt wird im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) als FuE-Kooperationsprojekt gefördert.