Addi­ti­ve Fer­ti­gung und Inte­gra­ti­on von Sen­so­ren: eine Liebesgeschichte?

M. Stef­ka
Was kön­nen Sen­so­ren für die Ortho­pä­die­tech­nik leis­ten? Sie kön­nen z. B. anzei­gen, ob Druck­stel­len erwart­bar sind, Ver­än­de­run­gen im Bewe­gungs­ab­lauf mes­sen, Bio­feed­back und Telere­ha­bi­li­ta­ti­on ermög­li­chen sowie Sie wis­sen las­sen, ob ein Hilfs­mit­tel ger­ne getra­gen oder über­haupt genutzt wird.
Sol­che und vie­le ande­re Gesund­heits­da­ten könn­ten heut­zu­ta­ge im Büro, im Sani­täts­haus oder, wenn es die Inter­net­ver­bin­dung zulässt, selbst am Strand in Hawaii aus­ge­le­sen wer­den (vgl. Behar JA et al. Remo­te health dia­gno­sis and moni­to­ring in the time of COVID-19. Phy­sio­lo­gi­cal Mea­su­re­ment, 2020; 41 (10): 10TR01) und dann auch für die Abstim­mung mit Ärz­ten, zum Vor­weis bei Kran­ken­kas­sen oder für die Bespre­chung mit Kun­den und deren Ange­hö­ri­gen ver­wen­det werden.
Mit den fol­gen­den Fall­bei­spie­len aus unter­schied­li­chen Berei­chen soll auf­ge­zeigt wer­den, wie eng die Ent­wick­lun­gen der Addi­ti­ven Fer­ti­gung und der Sen­sor­in­te­gra­ti­on mit­ein­an­der ver­bun­den sind bzw., wie eng sie ver­bun­den sein kön­nen. Die Betrach­tungs­wei­se folgt hier­bei der Logik, dass Sen­so­rik als eine wei­te­re Schicht der Fer­ti­gung betrach­tet wer­den kann, die nach den Phi­lo­so­phien der Addi­ti­ven Fer­ti­gung (Indi­vi­dua­li­tät, schnel­le loka­le Pro­duk­ti­on, Design­frei­heit) „ergänzt“ wird.

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Algen-basier­te Carbonfaser­komposite – ein neu­er CO2-spei­chern­der Werk­stoff für die Orthopädietechnik

Th. Brück, D. Gar­be, F. Mel­cher, H. Seif
Car­bon­fa­ser­kom­po­si­te sind ein prä­fe­rier­ter Hoch­leis­tungs­werk­stoff in der Ortho­pä­die­tech­nik, da er sich durch gerin­ges Gewicht und hohe mecha­ni­sche Belast­bar­keit aus­zeich­net. Die indus­tri­el­le Her­stel­lung ist jedoch mit sehr hohen Ener­gie­kos­ten und Treib­haus­gas­emis­sio­nen ver­bun­den. Um die legis­la­ti­ven Nach­hal­tig­keits­zie­le der Bun­des­re­gie­rung zu errei­chen, sucht die Indus­trie aktu­ell nach neu­en Pro­zess­lö­sun­gen zur Dar­stel­lung bio­ba­sier­ter, erneu­er­ba­rer Car­bon­fa­ser­kom­po­si­te. Die „GreenCarbon“-Technologieplattform der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Mün­chen ermög­licht erst­mals, aus Algen­öl nach­hal­ti­ge und CO₂-spei­chern­de Car­bon­fa­ser­kom­po­si­te her­zu­stel­len, die äqui­va­len­te phy­si­ka­li­sche und mecha­ni­sche Eigen­schaf­ten wie kon­ven­tio­nel­le Mine­ral­öl-basier­te Car­bon­fa­ser­kom­po­si­te auf­wei­sen. Die­se bio­ba­sier­ten Car­bon­fa­ser­kom­po­si­te errei­chen die glei­chen Qua­li­täts­merk­ma­le wie kom­mer­zi­el­le Pro­duk­te, die auch für die Medi­zin­tech­nik zer­ti­fi­ziert sind. In einem Demons­tra­tor­pro­jekt konn­ten die Tech­no­lo­gie­part­ner der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Mün­chen und Ely­si­um Indus­tries GmbH (Weß­ling) nun erst­mals eine Fuß­he­ber­or­the­se her­stel­len, die alle Funk­ti­ons­tests die­ser Pro­dukt­klas­se erfüllt. Wei­te­re Anwen­dungs­bei­spie­le, die der Ortho­pä­die­tech­nik Wege in eine nach­hal­ti­ge CO₂-spei­chern­de Bio­öko­no­mie auf­zei­gen, sind geplant.

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Ent­wick­lung eines Orthe­sen­knö­chel­ge­lenks mit neu­ar­ti­gem Rückstellfederelement

N. Fitt­kau, A. Spi­cken­heu­er
Die Ver­sor­gung neu­ro­lo­gisch betrof­fe­ner Pati­en­ten mit ihren indi­vi­du­el­len Bedürf­nis­sen stellt die Ortho­pä­die­tech­nik täg­lich vor neue Her­aus­for­de­run­gen. Hier­bei ist es außer­or­dent­lich wich­tig, eine genaue Ana­mne­se durch­zu­füh­ren, um die Schwä­chen und Stär­ken des Pati­en­ten zu erken­nen und einen kla­ren Maß­nah­men­plan für die tech­ni­sche Ver­sor­gung zu erstellen.
Expli­zit die orthe­ti­sche Ver­sor­gung erfor­dert umfas­sen­de bio­me­cha­ni­sche Kennt­nis­se, tech­ni­sches Ver­ständ­nis für Mecha­nik und Form­ge­fühl bei Maß­nah­me und Gestal­tung der kör­per­na­hen Auf­la­ge­flä­chen. Der Gang­me­cha­nis­mus ist ein kom­ple­xer Pro­zess, der durch das Zusam­men­wir­ken von Mus­keln, Gelen­ken, Ner­ven­sys­tem und dem Gleich­ge­wichts­sinn gesteu­ert wird. Eben­so sind grund­sätz­li­che Kennt­nis­se über die ana­to­mi­schen Struk­tu­ren erfor­der­lich, um patho­lo­gi­sche Bewe­gungs­mus­ter ein­zu­ord­nen und ent­spre­chen­de Behand­lungs­stra­te­gien zu ent­wer­fen. Die dar­aus ent­ste­hen­den mecha­ni­schen Anfor­de­run­gen an ein Knö­che­lor­the­sen­ge­lenk sind von gro­ßer Rele­vanz, um eine adäqua­te Pati­en­ten­ver­sor­gung sicherzustellen.
Soge­nann­te Sys­tem­ge­len­ke von unter­schied­li­chen Her­stel­lern bau­en typi­scher­wei­se auf bekann­te mecha­ni­sche Tech­no­lo­gien und Feder­ele­ment­kon­zep­te auf, die ver­schie­de­ne Vor- und Nach­tei­le besitzen.
Dies war der Ansatz für die Neu­ent­wick­lung des Sys­tem­knö­chel­ge­len­kes „Car­bon­Flex“ (CF), wel­ches zum Ziel hat, bekann­te Schwä­chen bis­he­ri­ger Kon­struk­tio­nen aus­zu­glei­chen und die Ver­sor­gung des Pati­en­ten zu ver­bes­sern. Hier­zu soll ein Über­blick über den Ent­wick­lungs­pro­zess und die vor­läu­fi­gen Ergeb­nis­se gege­ben werden.

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Vir­tu­el­le Geh­the­ra­pie bei ­neu­ro­pa­thi­schen Schmer­zen nach Rücken­mark­ver­let­zun­gen: eine Machbarkeitsstudie

G. Land­mann1,2, M. Aer­ni3, R. Abä­cher­li4, M. Ernst2,5, A. Lju­tow5, K. Otti­ger-Bött­ger5
Stu­di­en­de­sign: Eine Machbarkeitsstudie.
Zie­le: Chro­ni­sche neu­ro­pa­thi­sche Schmer­zen sind eine weit ver­brei­te­te Kom­or­bi­di­tät bei Patient:innen mit Rücken­mark­ver­let­zun­gen, und die der­zei­ti­gen medi­zi­ni­schen Behand­lun­gen sind nach wie vor unbe­frie­di­gend. Es gibt neue Ent­wick­lun­gen wie das vir­tu­el­le Gehen, das im Schwei­zer Para­ple­gi­ker-Zen­trum in Nott­wil, ein­ge­führt und wei­ter­ent­wi­ckelt wur­de. Ziel die­ser Stu­die ist es, die Durch­führ­bar­keit unse­res vir­tu­el­len Gehens in einer klei­nen Grup­pe von SCI(Spinal Cord Injury)-Patient:innen zu untersuchen.
Metho­den: Vier Patient:innen im Alter von 22 bis 60 Jah­ren wur­den wäh­rend und nach der The­ra­pie beob­ach­tet. Drei hat­ten eine kom­plet­te Quer­schnitt­läh­mung (Th4–Th8) mit neu­ro­pa­thi­schen Schmer­zen „at-level pain“, wäh­rend einer eine inkom­plet­te Quer­schnitt­läh­mung (Th10) mit Schmer­zen „below-level pain“ hat­te. Das pri­mä­re Ergeb­nis, das gemes­sen wur­de, war die Zufrie­den­heit mit der Akzep­tanz und der Adhä­renz der vir­tu­el­len Geh­the­ra­pie zusam­men mit Vor­schlä­gen zur Ver­bes­se­rung der The­ra­pie. Dar­über hin­aus führ­ten die Pati­en­ten ein Schmerz­ta­ge­buch und fer­tig­ten Schmerz­zeich­nun­gen an, um das Aus­maß der Schmerz­ver­tei­lung und ‑inten­si­tät vor und nach der The­ra­pie zu mes­sen. Die The­ra­pie­plä­ne umfass­ten ent­we­der zwei Sit­zun­gen pro Woche über fünf Wochen oder fünf Sit­zun­gen pro Woche über zwei Wochen.
Ergeb­nis­se: Unter den Teil­neh­men­den herrsch­ten gro­ße Zufrie­den­heit und gute Akzep­tanz. Unter­stüt­zung, Dau­er und Anzahl der Sit­zun­gen wur­den als gut und akzep­ta­bel emp­fun­den. Der Schmerz als sekun­dä­res Ergeb­nis ver­än­der­te sich wäh­rend oder nach der The­ra­pie bei allen Patient:innen nicht, mit Aus­nah­me eines Pati­en­ten, bei dem sich die Schmerz­in­ten­si­tät, die Schmerz­qua­li­tät und die Schmerz­ver­tei­lung verbesserten.
Fazit: Die Ergeb­nis­se deu­ten dar­auf hin, dass unse­re vir­tu­el­le Geh­um­ge­bung ein prak­ti­ka­bles Instru­ment ist, das bei Patient:innen mit SCI-beding­ten chro­ni­schen neu­ro­pa­thi­schen Schmer­zen wei­ter unter­sucht wer­den sollte.

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Inte­gra­ti­on von 3D-Scans ­mit­tels Smart­phonevi­deo und KI in den digi­ta­len Work­flow für die Her­stel­lung von 3D-­ge­druck­ten Orthesen

T. Jaco­bi
Die Ein­bin­dung von 3D-Scans mit­tels Smart­phonevi­deo und Künst­li­cher Intel­li­genz in den digi­ta­len Arbeits­ab­lauf wird eine nach­hal­ti­ge Trans­for­ma­ti­on der Ortho­pä­die­tech­nik bewir­ken. Die Kom­bi­na­ti­on von Smart­phone-gestütz­ten 3D-Scans und KI-Algo­rith­men ermög­licht eine schnel­le­re und kos­ten­ef­fi­zi­en­te­re Her­stel­lung von hoch­prä­zi­sen, indi­vi­du­el­len Orthe­sen. Die Künst­li­che Intel­li­genz opti­miert nicht nur den Pro­zess der Model­lie­rung, son­dern über­wacht auch den 3D-Druck, um die Qua­li­tät und Prä­zi­si­on zu opti­mie­ren. Die­se Tech­no­lo­gie ermög­licht eine pati­en­ten­ori­en­tier­te Betreu­ung, die anpas­sungs­fä­hi­ger, effi­zi­en­ter und umwelt­ver­träg­li­cher ist und somit neue Stan­dards in der Ortho­pä­die etabliert.
Die­ser Arti­kel beschreibt all­ge­mei­ne tech­no­lo­gi­sche Ent­wick­lun­gen und deren poten­zi­el­le Anwen­dun­gen in der Ortho­pä­die­tech­nik. Der Fokus liegt auf der Dar­stel­lung der Vor­tei­le und Her­aus­for­de­run­gen moder­ner 3D-Scan- und KI-Tech­no­lo­gien, unab­hän­gig von spe­zi­fi­schen Anbie­tern oder Produkten.

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3D-Prin­ting: indi­vi­du­el­le ­Ver­sorgungsmöglichkeiten in ­Ortho­pä­die und Unfallchirurgie?

F. Sou­lei­man1, F. Nau­mann2, G. Oster­hoff1
Der Ein­satz drei­di­men­sio­na­ler (3D) Druck­tech­no­lo­gie in der Ortho­pä­die hat in den letz­ten Jah­ren erheb­lich zuge­nom­men und bie­tet viel­fäl­ti­ge Vor­tei­le in Berei­chen der indi­vi­dua­li­sier­ten prä­ope­ra­ti­ven Ope­ra­ti­ons­pla­nung, des Implan­tat­de­signs, der Tech­ni­schen Ortho­pä­die (Orthetik/Prothetik) und der per­so­na­li­sier­ten Pati­en­ten­ver­sor­gung wäh­rend einer OP. 3D-Model­le kön­nen hier­bei genutzt wer­den, um kom­ple­xe ortho­pä­disch-unfall­chir­ur­gi­sche Frage­stellungen genau zu ana­ly­sie­ren, chir­ur­gi­sche Umset­zun­gen vor einem geplan­ten Ein­griff zu trai­nie­ren und mit dem Pati­en­ten anschau­lich zu bespre­chen. Im Fol­gen­den wer­den ver­schie­de­ne Ein­satz­be­rei­che vorgestellt.

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Die neue Leit­li­nie zum Lipö­dem-Syn­drom: mehr Licht als Schat­ten. Kon­se­quen­zen für die Praxis

T. Bertsch, G. Erba­cher
Obgleich der Para­dig­men­wech­sel beim Lipö­dem auf inter­na­tio­na­ler Ebe­ne bereits seit eini­gen Jah­ren von renom­mier­ten Exper­ten vor­an­ge­trie­ben wird, tat man sich in Deutsch­land schwer, alte Zöp­fe abzu­schnei­den. Lan­ge hielt man am Ödem im Lipö­dem fest, igno­rier­te hart­nä­ckig die Rol­le der Adi­po­si­tas und ließ den Ein­fluss der Psy­che außen vor. Dies führ­te nicht nur zu einer erheb­li­chen Anzahl an Fehl­dia­gno­sen, son­dern in der Kon­se­quenz auch zu fal­scher The­ra­pie sowie Fehl­in­for­ma­tio­nen und Mythen, die sich in Fach­krei­sen und bei man­chen Pati­en­tin­nen beharr­lich hal­ten und noch immer ver­brei­tet werden.
Mit der Ver­öf­fent­li­chung der neu­en S2k-Leit­li­nie Lipö­dem im Janu­ar die­ses Jah­res ist der Para­dig­men­wech­sel beim Lipö­dem-Syn­drom nun auch in der deut­schen Leit­li­nie ange­kom­men. Das Rin­gen um eine Ver­bes­se­rung der Pati­en­ten­ver­sor­gung hat sich gelohnt und das Ergeb­nis kann sich sehen las­sen. Die wich­tigs­ten Errun­gen­schaf­ten vor­weg: Das Lipö­dem ist weder eine lym­pho­lo­gi­sche noch eine Öde­m­er­kran­kung, wie es auch Pro­fes­sor Eber­hard Rabe in Kapi­tel 4 der Leit­li­nie tref­fend zusam­men­fasst: „Beim Lipö­dem han­delt es sich in ers­ter Linie weder um eine Öde­m­er­kran­kung noch um ein Krank­heits­bild mit venö­ser oder lympha­ti­scher Funk­ti­ons­stö­rung.“ Anstel­le eines nie nach­ge­wie­se­nen Ödems im Lipö­dem wird in der neu­en Leit­li­nie nun auf den Schmerz fokus­siert; ent­spre­chend kon­zen­trie­ren die the­ra­peu­ti­schen Maß­nah­men auf die Schmerzreduktion.

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Orthe­sen­ver­sor­gung bei Läsi­on des Ple­xus brachialis

M. Leß­ke
Läsio­nen des P. bra­chia­lis kön­nen Men­schen jeden Alters betref­fen, zie­hen Fol­ge­schä­den nach sich und schrän­ken die Betrof­fe­nen mas­siv ein. Trotz immer bes­ser wer­den­der The­ra­pie­mög­lich­kei­ten müs­sen sich vie­le Betrof­fe­ne ihrem All­tag mit blei­ben­den funk­tio­nel­len Aus­fäl­len stel­len. Im Fol­gen­den wer­den zwei ver­schie­de­ne orthe­ti­sche Ver­sor­gungs­kon­zep­te vor­ge­stellt. Das ers­te dient der Lage­rung des Armes im All­tag und zielt dar­auf ab, Fol­ge­schä­den zu redu­zie­ren. Das ande­re Kon­zept unter­stützt Anwen­der beim Fahr­rad- oder Motor­rad­fah­ren. Myo­elek­tri­sche Orthe­sen und die Ver­sor­gung von geburts­as­so­zi­ier­ten Ple­xus­lä­sio­nen wer­den in die­sem Arti­kel nur kurz thematisiert.

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Anfor­de­run­gen an addi­tiv gefer­tig­te medi­zi­ni­sche Kopfschutzhelme

C. Rau­en
Im Gegen­satz zu Schutz­hel­men im Ver­kehr oder Arbeits­le­ben exis­tiert für medi­zi­ni­sche Kopf­schutz­hel­me kei­ne all­ge­mein gül­ti­ge Norm. Sie wer­den indi­vi­du­ell für den jewei­li­gen Pati­en­ten her­ge­stellt und in der Regel kei­nen stan­dar­di­sier­ten Tests unter­zo­gen. Auch gibt es kei­ne gesi­cher­ten Erkennt­nis­se über die Eig­nung unter­schied­li­cher Her­stel­lungs­ver­fah­ren. Vor die­sem Hin­ter­grund sol­len grund­sätz­li­che Über­le­gun­gen sowie die Dar­stel­lung von eige­nen Tests der Schutz­wir­kung ver­schie­de­ner Hel­me als Grund­la­ge für Dis­kus­sio­nen und wei­ter­füh­ren­de For­schung dienen.

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Ver­gleich der Wirk­sam­keit von robo­ter­ge­stütz­ter Reha­bi­li­ta­ti­on und kon­ven­tio­nel­ler The­ra­pie zur Ver­bes­se­rung der obe­ren Extre­mi­tä­ten­funk­ti­on bei Kin­dern und Jugend­li­chen mit Zere­bral­pa­re­se: eine Literaturübersicht

M. Male­ki1, V. Hof­mann2,3, U. Schnei­der2,3
Zere­bral­pa­re­se (CP) führt bei Kin­dern und Jugend­li­chen häu­fig zu Beein­träch­ti­gun­gen der obe­ren Extre­mi­tä­ten und schränkt deren All­tags­ak­ti­vi­tä­ten somit erheb­lich ein. Auf­grund der vor­herr­schen­den Rah­men­be­din­gun­gen kon­ven­tio­nel­ler The­ra­pie gestal­ten sich wirk­sa­me The­ra­pie­maß­nah­men als schwie­rig. Robo­ti­sche Sys­te­me sind als inno­va­ti­ve Lösung für die Reha­bi­li­ta­ti­on der obe­ren Extre­mi­tä­ten in Erschei­nung getre­ten. Die­se Recher­che von 15 Stu­di­en zeigt, dass die robo­ter­ge­stütz­te Reha­bi­li­ta­ti­ons­the­ra­pie bei der Ver­bes­se­rung der Bewe­gungs­qua­li­tät der obe­ren Extre­mi­tä­ten bei Kin­dern und Jugend­li­chen mit Zere­bral­pa­re­se signi­fi­kant wirk­sa­mer ist als die tra­di­tio­nel­le Therapie.

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