Forschungsprojekte

DIERS arbeitet dauerhaft mit Forschungsinstituten, Universitäten und Partnern aus der Industrie zusammen, um innovative Produkte auf höchstem technischem und wissenschaftlichem Niveau zu entwickeln und den Bedürfnissen von Anwendern und Patienten zu entsprechen.

Aktuelle Forschungsprojekte

Torbi

„Torbi“: Die intelligente Diagnosematte

In Kooperation mit: Technische Universität Dresden
Gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Fördermaßnahme: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

Laufzeit: 01.04.2021 – 31.03.2023

PfleKoRo

„PfleKoRo“: Pflege erleichtern durch Kooperierende Robotik

In Kooperation mit: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, RWTH Aachen, Uniklinik Aachen
Gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Fördermaßnahme: Robotische Systeme für die Pflege

Laufzeit: 01.02.2020 – 31.01.2023

R2WS

„R2WS“: Patientenindividuelle Analyse der Wirbelsäule

In Kooperation mit: RWTH Aachen, Uniklinik Aachen
Gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Fördermaßnahme: KMU-innovativ Medizintechnik

Laufzeit: 01.02.2019 – 31.07.2022

Smart Health
MyPhysio

„Smart Health – MyPhysio“:
Hardwareentwicklung und Systemintegration für ein System zur Durchführung physiotherapeutischer Übungen zu Hause

In Kooperation mit: Technische Hochschule Ulm
Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Fördermaßnahme: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

Laufzeit: 01.02.2020 – 30.07.2022

Abgeschlossene Forschungsprojekte

„KATi: Kindgerecht Automatisieren – Therapie Intensivieren“
Robotergestützte Skoliosebehandlung für Kinder

In Kooperation mit: Universitätsklinikum Jena, Technische Universität Dresden, Evosense GmbH
Unterstützt von: VDI-Technologiezentrum
Gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Fördermaßnahme: KMU-innovativ Medizintechnik

Laufzeit: 01.05.2019 – 31.10.2021

Ziel des Forschungsvorhabens war die Verifikation und Validierung von Konzepten für das kindgerechte Design von Medizinprodukten am Beispiel eines Therapieroboters für die Behandlung von adoleszenten Skoliosen. Zentrale Designaspekte wurden mit Patienten einer polnischen Rehabilitationsklinik im Rahmen von Workshops erarbeitet. Methoden für die Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren, Therapiewissenschaftlern und Designern mit den jungen Patienten wurden praktisch angewandt. Das Verständnis und die Wahrnehmung der Therapie durch die Jugendlichen wurden erfragt und dokumentiert. Aus den Ergebnissen wurden Designkriterien für die Entwicklung eines kindgerechten Therapieroboters für die Skoliosebehandlung abgeleitet.

Die Herangehensweise des Projektteams bestand darin, die jungen Patienten von Beginn an in den Designprozess einzubeziehen. Schließlich können sie als Betroffene ihre Bedürfnisse selbst am besten artikulieren. Im Vorfeld wurden Forschungsfragen formuliert und in altersgerechte Aufgaben umgesetzt.
Die Erfahrungen aus dem Forschungsprojekt wurden in einer Broschüre zusammengetragen als Anregung und Leitfaden für Ingenieure und Produktdesigner, die sich ebenfalls dieser Herausforderung stellen wollen.

DemaPro

„DemaPro“: Entwicklung neuer Materialien und Nanoverbundstrukturen für eine innovative modulare Prothese zur Erhaltung der Funktionalität der oberen Extremität

In Kooperation mit: RWTH Aachen, Research Center for Advanced Materials, S.C. (CIMAV) in Nuevo León, México.
Gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Fördermaßnahme: IB-AMERIKA, im Förderbereich: 2 + 2 Projekte mit Mexiko 2016

Laufzeit: 01.03.2018 – 31.08.2021

Volumenmodell

„Volumenmodell“: Dynamisches Oberflächen-Volumenmesssystem für den Oberkörper inklusive einer Analyse der spinalen segmentalen Kraftkomponente

In Kooperation mit: Institut für Medizintechnik und Informationsverarbeitung Universität Koblenz Landau
Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Fördermaßnahme: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

Laufzeit: 01.12.2018 – 30.05.2021

FEDi

„pro-O-light – FEDi“: 3D-Scanner zur Körpervermessung von Patienten und Prototypenbau

In Kooperation mit: Technische Universität Dresden
Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Fördermaßnahme: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

Laufzeit: 01.10.2018 – 31.03.2021

autoPräz

„autoPräz“: Assistenzsystem zur Unterstützung einer patientenautonomen Präzisionsrehabilitation muskuloskelettaler Erkrankungen

In Kooperation mit: RWTH Aachen, Uniklinik Aachen, Uniklinik Mainz
Gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Fördermaßnahme: Modellvorhaben „Industrie-in-Klinik-Plattform MEC-ABC

Laufzeit: 01.03.2018 – 29.02.2020

„inRehaRob“: Individualisierte Rehabilitationstherapie durch selbstanpassende Robotische Assistenz

Die Möglichkeit sich selbständig zu bewegen ist Grundlage für die Handlungsfähigkeit des Menschen. Bewegungsstörungen und funktionelle Bewegungseinschränkungen, wie sie vor allem bei Schädigungen des zentralen Nervensystems auftreten, erzeugen Schmerzen, behindern und erschweren häufig die Ausführung selbst alltäglicher Tätigkeiten. Der mit Bewegungseinschränkungen einhergehende Verlust an Lebensqualität, aber auch die damit verbundenen Kosten im Gesundheitswesen sowie der volkswirtschaftliche Schaden durch mögliche Berufsunfähigkeit erfordern innovative Ansätze zur Erhaltung bzw. Wiederherstellung des Bewegungsvermögens.

Prominentestes Beispiel hierfür sind Patienten mit Schlaganfall, deren stationäre Rehabilitation sich über Monate hinzieht und die anschließend lebenslang physiotherapeutische Therapie benötigen. Allein in Deutschland erleiden pro Jahr ca. 270.000 Menschen einen Schlaganfall.

Die Bewegungstherapie muss sich zu jedem Zeitpunkt kurzfristig an den akuten Patientenzustand anpassen.

Ziel des beantragten Projektes ist es daher, ein selbstadaptierendes, robotisches Assistenzsystem zu schaffen, das dem Patienten zu jedem Zeitpunkt individuell angepasst an seine akuten Bedürfnisse das selbständige Üben von Bewegungen ermöglicht und somit zu einer Steigerung der Effizienz und Verstetigung der Therapie bei Schlaganfall führt.

In Kooperation mit: KUKA Laboratories, Dr. Becker Klinikgruppe, EvoSense, Institut für Regeltechnik der RWTH Aachen, Lehr- und Forschungsgebiet Rehabilitations- & Präventionstechnik der RWTH Aachen

Gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Laufzeit: 01.04.2016 – 31.03.2019

iSAM

„iSAM“: intelligente Sensoren für ausbalancierte Muskeln

Die Diagnose und Therapie von muskulären Funktionsdefiziten gehört zum Alltag in der orthopädischen Rehabilitation. Die isometrische Kraftmessung ist das beste nichtinvasive Werkzeug für die objektive Diagnose und Verlaufskontrolle. Systeme aus Deutschland gehören zu den modernsten. Die Zuverlässigkeit dieser Systeme ist durch Variationen der Bewegung limitiert und das Diagnosepotential bei Weitem nicht ausgeschöpft. Fortschritte auf dem Gebiet des EMG haben den Weg für innovative Anwendungen geebnet. Hier setzt das iSAM-Projekt an und bündelt das diagnostische Leistungsvermögen von Isometrie und EMG, bettet es in ein biomechanisches Modell ein und verknüpft sie mit einem Expertensystem. Der innovative Kern des iSAM-Projekts ist die differenzierte Kraftmessung der einzelnen Muskeln. Das Konzept fokussiert mit der Steigerung der Zuverlässigkeit und des diagnostischen Potentials gleich zwei Aspekte. Ermöglicht wird dies durch das Monitoring der Muskelkoordination und die differenzierte Funktionsanalyse von einzelnen Muskeln.

In Kooperation mit: Institut für Biomedizinische Technik TU Dresden
Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Fördermaßnahme: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

Laufzeit: 01.01.2016-31.12.2017

3K-Plattform

„3K-Plattform“: Entwicklung einer Drucksensorplattform zur Erfassung dreidimensionaler Wirkungskräfte für die klinische und biomechanische Analyse

In der klinischen Ganganalyse werden zur Erfassung von Bodenreaktionskräften meist Druckplattformen verwendet, die ausschließlich die vertikale Kraft erfassen können. Für die Berechnung von Momenten, und noch wichtiger von Scher- bzw. Rotationskräften, sollten aber auch die horizontalen Kräfte berücksichtigt werden, was mit den auf dem Markt befindlichen Systemen nicht möglich ist. Ziel ist es deshalb ein Messsystem für die Erfassung von Druckverteilungen unter dem Fuß zu entwickeln und zu testen, bei dem Kräfte, flächig verteilt und in allen drei Raumebenen aufgenommen werden. Zur Realisierung wurde als technische Lösung der Aufbau eines neuartigen Arrays vernetzter, miniaturisierter, mechanischer Kraftsensoren für eine hoch auflösende (2 Sensoren pro cm²) mehrdimensionale Kraft- und Momentmessung entwickelt.

In Kooperation mit: Institut für Sport und Sportwissenschaften, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Fördermaßnahme: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

Laufzeit: 01.07.2014 – 31.12.2015

scolio-see_logo

„SCOLIO-SEE“: Dreidimensionales Bildverarbeitungssystem zur Unterstützung von Ärzten bei der Diagnose und der Beobachtung von Skolioseerkrankungen

Während des Projektes wurde wurden sowohl ein Software- als auch ein Hardwaresystem entwickelt, das zum ersten Mal radiographisch und oberflächentopographischen Techniken vereint. Das Zusammenführen von interner und externer Deformierung erlaubt, die Entwicklung der Krankheit nach erfolgter Behandlung allein durch Oberflächenvermessungen zu beobachten. Dadurch wird die Anzahl der benötigten Röntgenuntersuchungen und auch die Strahlendosis, der ein Patient ausgesetzt ist und langfristig zu Krebserkranken führen kann, deutlich zu reduzieren. Zusätzlich ermöglicht die neue Software, die dreidimensionalen Modelle über die Zeit zu vergleichen.

In Kooperation mit: Aristotelio Panepistimo Thessaloniki (Griechenland)
Gefördert durch: Europäische Union
Fördermaßnahme: 5th Framework Program

Laufzeit: 01.10.2012 – 30.07.2015

Diabetischer Fuß

Foot Inspection System

„Diabetischer Fuß“: Telemedizinisches Kontrollsystem zur Prävention diabetischer

Diabetes hat sich international zu einer Volkskrankheit entwickelt. Gegenstand des Projektes war es, für Home-Markt und Klinik ein preiswertes System für die Überwachung des diabetischen Fußsyndroms zu entwickeln, das von den überwiegenden Bevölkerungsschichten mit diabetischen Fußsyndrom erworben werden kann.

Neben der Messapparatur waren bei der Entwicklung Bildverarbeitung und Übertragung von hoher Wichtigkeit. Jeder Nutzer soll in der Lage sein, in seiner häuslichen Umgebung möglichst täglich eine fotografische Aufnahme seiner Füße von unten (plantar) zu erstellen. Die Apparatur wurde so gestaltet, dass die Positionierung der Füße und Beine leicht wiederholbar durchgeführt werden kann. Die Qualität der Aufnahmen hängt letztlich auch von einer geringen Abweichung / Streuung der Fußposition ab. Alle Vorgaben der Positionierung wurden exzellent erfüllt.

Neben der mechanischen Fuß-Haltevorrichtung wurde eine preiswerte Hard- und Softwarelösung für die Kameraeinrichtung entwickelt. Mit einer in ein Prozessor-Board integrierten Kamera wurde eine hochwertige Lösung für die Bildaufnahme und -verarbeitung realisiert. Ein Bildübertragungsmodul wurde komplett entwickelt und integriert.

In Kooperation mit: Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Fördermaßnahme: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

Laufzeit: 01.07.2013 – 31.12.2015

Schlafmaske

„Schlafmaske“: Entwicklung einer automatisierten patientenindividuellen Maskenanpassung im Schlaflabor

Mit der technologischen Entwicklung wird die Versorgungsqualität von Schlaflabor-Patienten verbessert werden, indem die Passgenauigkeit der Masken am Patienten erhöht wird. Dabei werden alle Zustände eines Patienten berücksichtigt (Stehen, Sitzen, Gehen, Laufen, Schlafen usw.).
Die Maskenanpassung an die Gesichtsform wurde bisher nur manuell unter statischen Gegebenheiten vorgenommen und führte z. B. beim Schlaf oft zu Kontakt- und Undichtigkeitsproblemen, wodurch die Qualität der Patientenversorgung einbüßte.
Durch die Entwicklung einer Messtechnik mit der Möglichkeit einer statischen und dynamischen 3D-Vermessung können die Koordinaten des entsprechen Gesichtsfeldes exakt erfasst werden, um die Auswahl und Prüfung der Masken auf Passgenauigkeit zu optimieren.
Neuigkeiten stellen dabei die dynamische Vermessung sowie die Bilderfassung im unsichtbaren Lichtspektrum dar. Somit werden auch Vermessungen ohne Störung des Patienten möglich.

In Kooperation mit: Advanced Sleep Research GmbH, Schlaflabor der Charité Berlin
Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
Fördermaßnahme: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

Laufzeit: 01.07.2011 – 31.12.2013

Einlagen

„Einlagen“: Integration neuester biomechanischer Messverfahren und medizinisch-orthopädischem Expertenwissen in der Auswahl- und Konstruktionsunterstützung orthopädischer Einlagenversorgung

Ziel des Projektes war die Entwicklung und Evaluierung einer Messmethode die im Rahmen der Erfassung von posturalen Haltungsdaten die Möglichkeit hat Haltungskorrigierende Massnahmen zu bewerten. Im Rahmen von Schmerzsymptomatiken im Rückenbereich wird die Ursache inzwischen unter mehr multimodalen Ansätzen diskutiert. Dies heißt, die Ursache der Schmerzen muss nicht unbedingt aus der Region herrühren aus der die Schmerzen empfunden werden. Es gibt inzwischen Berichte, dass als Ursache für Rückenschmerzen muskuläre Verspannungen im Bereich der Gesichtsmuskulatur verantwortlich sind. Hierbei geht man von der Annahme aus, dass durch einen erhöhten Muskeltonus der Kiefermuskulatur eine mechanische Veränderung der oberen Wirbelsäule resultiert. Bedingt durch die Muskelschlingen bzw. durch das synergistische und antagonistische Zusammenspiel der Muskelgruppen kann es zu einer Fortsetzung dieser eventuell negativen Überspannung kommen. Studien konnten zeigen, dass es Zusammenhänge zwischen dem kraniomandibulären System, dem kraniozervikalen System und dem Bereich der unteren Wirbelsäule und des Beckens gibt. Diese, auch als cranio-mandibuläre Dysfunktion (CMD) bezeichneten Befunde, legen nahe, dass durch eine Veränderung der Kiefergelenkmechanik z.B. durch eine Aufbisshilfe, eine mögliche Einflussnahme auch auf Schmerzsymptomatiken im Wirbelsäulenbereich möglich ist.

In Kooperation mit: Sportmedizin Tübingen, Eberhard-Karls-Universität Tübingen
Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
Fördermaßnahme: Förderprogramm PRO INNO II

Laufzeit: 01.09.2007 – 28.02.2009

Trainingstherapie

„Trainingstherapie“: Entwicklung eines PC-gestützten Beratungssystems zur medizinischen, diagnostischen Trainingstherapie in der Orthopädie

Die Neuheit der Entwicklung besteht darin, dass die Messdaten bezüglich Körperhaltung und Körperkraft systematisch analysiert werden und mittels des Expertenwissens der wissenschaftlichen Mitarbeiter der Universität Hamburg daraus patienten-individuelle Trainingspläne resultieren. Für diese Trainingspläne wurden von DIERS neuartige Softwareprogramme erstellt. Mit der neuen Software ist es möglich, dass unmittelbar nach einer Patientenuntersuchung computer-gestützte Pläne zur medizinischen Trainingstherapie (MTT) vorliegen.

In Kooperation mit: Universität Hamburg, Institut für Sport- und Bewegungsmedizin
Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
Fördermaßnahme: Förderprogramm PRO INNO II

Laufzeit: 01.11.2006 – 31.01.2008

AURORA

“AURORA”: Contact-free Dynamical Volumetric Measurements of Lower Body with Functional Clinical and Diagnostic Capacity

Im Rahmen dieses von der Europäischen Union geförderten Projekts wurde ein Gerät entwickelt, das es erstmals ermöglicht, die Kräfte und Bewegungsabläufe im muskulo-skelettalen System abzubilden, ohne auf extrem teure und langfristig gefährliche Techniken zurückzugreifen. Mit dem Produkt können nun pathologische Veränderungen und Fehlstellungen bereits zu einem frühen Zeitpunkt festgestellt und gemessen werden. Das System ermöglicht so auch eine frühzeitige Behandlung und eine lückenlose Überwachung des Heilungsverlaufs.

In Kooperation mit: Universität Tübingen (Sportmedizin), Warsaw University of Technology, Katholieke Universiteit Leuven (Belgien)
Gefördert durch: Europäische Union
Fördermaßnahme: 5th Framework Program

Laufzeit: 01.05.2004 – 31.10.2006

4D Body Scan

“4D Body Scan”: Contact-free Dynamical Optical 3D/4D Measuring System for Whole Body Scanning with Functional Analysis Capacity of Spine and Musculoskeletal System

In Kooperation mit: Katholieke Universiteit Leuven (Belgien)

Gefördert durch: Europäische Union
Fördermaßnahme: 5th Framework Program

Laufzeit: 01.10.2002 – 31.10.2004