Forschungsprojekte2018-09-27T15:54:25+00:00

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.

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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 der Aristotelio Panepistimo Thessaloniki (Griechenland)

gefördert durch das 7th Framework Program der Europäischen Union

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 das Bundesministerium für Bildung und Forschung

Foot Inspection System

Telemedizinisches Kontrollsystem zur Prävention Diabetischer Fußfolgeschäden

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 dem Fraunhofer-Institut

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.

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.

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 das 7th Framework Program der Europäischen Union

Kontaktfreie dynamische volumetrische Vermessung des Unterkörpers zur klinischen und diagnostischen Nutzung

Kontaktfreies dynamisches optisches 3D/4D Messsystem für den gesamten Körper mit Funktionsanalyse für die Wirbelsäule und muskuloskelettale System

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 der KU Leuven (Belgien), der Universität Tübingen (Deutschland) und der Technischen Universität Warschau (Polen)

gefördert durch das 5th & 6th Framework Program der Europäischen Union

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 der Sportmedizin der Eberhard-Karls-Universität Tübingen

gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie und das Förderprogramm „PRO INNO II“

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 dem Institut für Sport- und Bewegungsmedizin der Universität Hamburg

gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie und das Förderprogramm „PRO INNO II“

3K Foot Pressure Measurement

Entwicklung einer Drucksensorplattform zur Erfassung dreidimensionaler Wirkungskräfte (3K-Plattform) 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 dem Institut für Sport und Sportwissenschaft der Albert-Ludwigs-Universität Wien

gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und das „Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)“

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