Verlag Orthopädie-Technik

Fachportal des Bundesinnungsverbandes für Orthopädie-Technik

Bereiche der digitalen Fertigung in der Orthopädietechnik.
Bereiche der digitalen Fertigung in der Orthopädietechnik.
Fachartikel Peer Review 

Wel­chen Stel­len­wert hat digi­ta­le Fer­ti­gung im Werkstattalltag?

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T. Kempf, J. Steil, H. Metzger
Die Ortho­pä­die­tech­nik ist ein Hand­werk, das vie­le ver­schie­de­ne Mate­ria­li­en und Ver­ar­bei­tungs­me­tho­den ver­eint, um dar­aus hoch­wer­ti­ge, ästhe­tisch über­zeu­gen­de und funk­tio­nell anspruchs­vol­le Hilfs­mit­tel her­zu­stel­len. Seit eini­gen Jah­ren gibt es jedoch ein neu­es Werk­zeug in die­sem bereits gut gefüll­ten Werk­zeug­kas­ten: die digi­ta­le Fer­ti­gung. Wie bei jedem neu­en Hand­werks­zeug wird nun dis­ku­tiert, wo und wann sei­ne Anwen­dung sinn­voll ist und wie es in den ver­schie­de­nen Fach­be­rei­chen gehand­habt wer­den kann. Dabei gibt es kein „Patent­re­zept“ – viel­mehr muss jedes Unter­neh­men selbst ent­schei­den, inwie­fern die digi­ta­le Fer­ti­gung den Ver­sor­gungs­all­tag ver­ein­fa­chen kann. Der Arti­kel ver­mit­telt einen Über­blick über die aktu­el­len Mög­lich­kei­ten und beleuch­tet, wel­chen Stel­len­wert das Werk­zeug „digi­ta­le Fer­ti­gung“ der­zeit im hand­werk­li­chen All­tag ein­nimmt und in wel­chen Berei­chen es sich durch das Spek­trum neu­er Mög­lich­kei­ten als beson­ders effi­zi­ent erweist (Abb. 1).

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Graphical User Interface (GUI) des Softwareprototyps.
Graphical User Interface (GUI) des Softwareprototyps.
Fachartikel Peer Review 

Digi­ta­li­sie­rung und 3D-Druck als Werk­zeu­ge in der Ortho­pä­die­tech­nik – Pro­zess­op­ti­mie­rung zur wis­sens­ba­sier­ten Kon­struk­ti­on und Aus­le­gung von Bewe­gungs­ele­men­ten für die Her­stel­lung indi­vi­du­el­ler Orthesen

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L. Mika, A. Hil­big, U. Geb­hardt, F. Hirsch, P. Naa­ke, M. Buro, S. Holtz­hau­sen, K. Paetzold
Ziel des vor­ge­stell­ten Pro­jekts ist die Ent­wick­lung einer durch­gän­gi­gen digi­ta­len Pro­zess­ket­te in Ver­bin­dung mit der Bereit­stel­lung einer Tool­box zur wis­sens­ba­sier­ten Para­me­ter­aus­wahl für die Gene­rie­rung last­an­ge­pass­ter Bewe­gungs­ele­men­te indi­vi­du­el­ler Orthe­sen. Grund­la­ge ist die para­me­tri­sche Beschrei­bung und Erzeu­gung dis­kre­ter Geo­me­trien sowie die nume­ri­sche Aus­le­gung einer ent­spre­chen­den Anzahl zufäl­lig gewähl­ter Para­me­ter­sät­ze für die Anlern­pha­se des maschi­nel­len Ler­nens. Die geo­me­tri­schen Model­le ste­hen auf die­se Wei­se den Ortho­pä­die­tech­ni­ke­rin­nen und ‑tech­ni­kern für die digi­ta­le Orthe­sen­mo­del­lie­rung zur Ver­fü­gung. Das (Teil-)Forschungsprojekt erfolg­te in Koope­ra­ti­on der Pro­fes­sur für Nume­ri­sche und Expe­ri­men­tel­le Fest­kör­per­me­cha­nik der TU Dres­den sowie der Ortho­pä­die- und Reha­tech­nik Dres­den GmbH.

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Prothesenaufbau mit integriertem KMS sowie Datenaufzeichnung im Rucksack.
Prothesenaufbau mit integriertem KMS sowie Datenaufzeichnung im Rucksack.
Fachartikel Peer Review 

Eig­nung eines mobi­len Kraft- und Momen­ten­sen­sors in der Gang­ana­ly­se beim Ver­gleich ver­schie­de­ner Pro­the­sen­fü­ße mit unter­schied­li­chen Gehgeschwindigkeiten

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F. Star­ker, A. Verl
Unter­sucht wur­de die Eig­nung eines drei­di­men­sio­na­len Kraft- und Momen­ten­sen­sors hin­sicht­lich der Daten­qua­li­tät im prak­ti­schen Ein­satz. Drei Pro­the­sen­fü­ße wur­den dazu an einem Anwen­der mit unter­schied­li­chen Geh­ge­schwin­dig­kei­ten sowohl beim frei­en Gehen als auch beim Gehen auf dem Lauf­band mit und ohne Schu­he betrach­tet und die Daten ver­gli­chen. Durch das mobil getra­ge­ne Mess­sys­tem konn­ten die Unter­schie­de in den ante­rio­ren bzw. pos­te­rio­ren Kräf­ten sowie bezüg­lich des Dreh­mo­ments im Knö­chel­ge­lenk der Pro­the­sen­fü­ße auf­ge­zeigt wer­den. Zusätz­lich konn­te der Unter­schied zwi­schen dem frei­en Gehen und dem Gehen auf dem Lauf­band sowie der Ein­fluss von Schu­hen nach­ge­wie­sen werden.
Zusam­men­ge­fasst lässt sich die hohe Prä­zi­si­on des Sen­sors ange­sichts der hohen Anzahl an gemes­se­nen Schrit­ten posi­tiv her­vor­he­ben. Durch die ent­wi­ckel­ten Algo­rith­men las­sen sich die Daten nach den jewei­li­gen Mes­sun­gen unmit­tel­bar aus­wer­ten und direkt mit­ein­an­der ver­glei­chen. Als nach­tei­lig erwies sich dem­ge­gen­über die ungüns­ti­ge Ergo­no­mie der Daten­auf­zeich­nung (kabel­ge­bun­den und im Ruck­sack zu trans­por­tie­ren) sowie die exak­te Loka­li­sie­rung des Sen­sors rela­tiv zum rest­li­chen Pro­the­sen­auf­bau, um rela­ti­ve Ver­glei­che anstel­len und Rück­schlüs­se zwi­schen Pro­the­sen und Pro­ban­den zie­hen zu kön­nen. Dar­über hin­aus zeigt das vor­ge­stell­te Sen­sor­sys­tem nur die Mess­wer­te der Pro­the­sen­sei­te, nicht aber der Gegen­sei­te an. Somit bleibt z. B. eine mög­li­che Ent­las­tung der Gegen­sei­te bei einem fle­xi­blen „ESAR-Fuß“ nur eine Annah­me. Ob sich im kli­ni­schen All­tag der Mehr­auf­wand durch das Ein- und Aus­bau­en des Mess­sys­tems recht­fer­ti­gen lässt, ist frag­lich, jedoch kön­nen auf die­se Wei­se funk­tio­nel­le Vor­tei­le und Kom­bi­na­tio­nen von Pro­duk­ten am indi­vi­du­el­len Anwen­der schnell mess­bar dar­ge­stellt werden.

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Das experimentelle Setup (a) zeigt die Seitschräge von 10° mit der Kraftmessplatte in der Mitte der Gehstrecke und einem Studienteilnehmer. Die Prothese ist im Bild auf der Talseite positioniert, die kontralaterale Seite auf der Bergseite. b) Der spezielle Markersatz am Prothesenfuß erlaubt es, sowohl die Anpassung der Carbonfeder an die Seitschräge als auch die Anpassung der gesamten Fuß-Schuh-Einheit zu ermitteln. Dazu wurden Schuh und Fußkosmetik modifiziert und die Antennenmarker direkt auf die Carbonfeder aufgebracht. c) (v. l.) Studienfuß (TSF) und verwendete Referenzfüße (RF).
Das experimentelle Setup (a) zeigt die Seitschräge von 10° mit der Kraftmessplatte in der Mitte der Gehstrecke und einem Studienteilnehmer. Die Prothese ist im Bild auf der Talseite positioniert, die kontralaterale Seite auf der Bergseite. b) Der spezielle Markersatz am Prothesenfuß erlaubt es, sowohl die Anpassung der Carbonfeder an die Seitschräge als auch die Anpassung der gesamten Fuß-Schuh-Einheit zu ermitteln. Dazu wurden Schuh und Fußkosmetik modifiziert und die Antennenmarker direkt auf die Carbonfeder aufgebracht. c) (v. l.) Studienfuß (TSF) und verwendete Referenzfüße (RF).
Fachartikel Peer Review 

Ein fron­tal beweg­li­ches Knö­chel­mo­dul für Pro­the­sen­fü­ße – was ist der Nut­zen für den Patienten?

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B. Alten­burg, M. Ernst, P. Macie­jasz, T. Schmalz, F. Bra­atz, H. Ger­ke, M. Bell­mann

Das Gehen auf unebe­nem Unter­grund ist eine Her­aus­for­de­rung für Men­schen mit einer Bein­am­pu­ta­ti­on. Pro­the­sen­kom­po­nen­ten, die sich an den Unter­grund adap­tie­ren, sol­len das Gehen erleich­tern. Die Stu­die unter­sucht einen Pro­the­sen­fuß mit spe­zi­el­lem Knö­chel­mo­dul für eine gestei­ger­te Anpas­sung in der Fron­tal­ebe­ne im Ver­gleich mit eta­blier­ten Refe­renz­fü­ßen. An der Stu­die nah­men 12 Anwen­der mit ein­sei­ti­ger trans­ti­bia­ler Ampu­ta­ti­on teil. Die Daten wur­den mit­tels sta­tio­nä­rer Gang­ana­ly­se sowie durch Fra­ge­bö­gen erfasst. Die bio­me­cha­ni­schen Daten zei­gen eine frü­he­re und grö­ße­re Anpas­sung des unter­such­ten Fußes beim Gehen auf einer Seit­schrä­ge mit 10°. Die Fra­ge­bö­gen bele­gen einen ver­bes­ser­ten Schaft­kom­fort und eine höhe­re wahr­genommene Sicher­heit beim Gehen auf unebe­nem Unter­grund mit dem getes­te­ten Fuß.

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Testaufbau gemäß DIN EN ISO 10328 zur dynamischen Prüfung des Vorfußbereichs der Unterschenkelorthese mit einer Million Lastzyklen.
Testaufbau gemäß DIN EN ISO 10328 zur dynamischen Prüfung des Vorfußbereichs der Unterschenkelorthese mit einer Million Lastzyklen.
Fachartikel Peer Review 

Mecha­ni­sche Unter­su­chung von addi­tiv gefer­tig­tem Poly­amid 12 unter Berück­sich­ti­gung werk­stoff­be­ein­flus­sen­der Fak­to­ren aus dem All­tag ortho­pä­di­scher Hilfsmittel

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C. Halbau­er, S. Matyssek, M. Boos, J. Gre­go­i­re, F. Capanni
3D-gedruck­te ortho­pä­di­sche Hilfs­mit­tel eröff­nen neue Funk­ti­ons- und Gestal­tungs­mög­lich­kei­ten und ver­bes­sern die Ver­sor­gungs­qua­li­tät mit­tels pati­en­ten­in­di­vi­du­el­ler Lösun­gen. Unab­ding­bar ist dabei die Gewähr­leis­tung der grund­le­gen­den Sicher­heits- und Leis­tungs­an­for­de­run­gen der Hilfs­mit­tel, beson­ders wenn die­se unter­schied­li­chen Belas­tun­gen und Umge­bungs­ein­flüs­sen aus­ge­setzt sind. Um dies zu gewähr­leis­ten, muss fol­gen­de Fra­ge beant­wor­tet wer­den kön­nen: Wel­che im All­tag vor­kom­men­den Fak­to­ren beein­flus­sen die mecha­ni­schen Eigen­schaf­ten 3D-gedruck­ter Mate­ria­li­en und redu­zie­ren womög­lich die Leis­tungs­fä­hig­keit des Hilfs­mit­tels? Die­ser Fra­ge wur­de im Rah­men lau­fen­der For­schungs­pro­jek­te zur Ent­wick­lung addi­tiv gefer­tig­ter Orthe­sen und Pro­the­sen nach­ge­gan­gen [Quel­le: Ent­wick­lung eines Ver­fah­rens zur auto­ma­ti­sier­ten Kon­struk­ti­on, Aus­le­gung und Fer­ti­gung pati­en­ten­in­di­vi­du­el­ler Hilfs­mit­tel im 3D-Druck. ZIM-Koope­ra­ti­ons­pro­jekt, För­der­kenn­zei­chen ZF4137909AW8; Ent­wick­lung eines last­ad­ap­tier­ten Vor­fuß­pro­the­sen­sys­tems zur Indi­vi­du­al­ver­sor­gung von vor­fuß­am­pu­tier­ten Pati­en­ten mit hohem Mobilitäts­anspruch. ZIM-Koope­ra­ti­ons­pro­jekt, För­der­kenn­zei­chen KF2186207AK4]. Anhand eines spe­zi­ell für die­sen Zweck ent­wi­ckel­ten Ablauf­plans wur­de addi­tiv gefer­tig­tes Poly­amid 12 ver­schie­de­nen Ein­flüs­sen aus dem All­tag aus­ge­setzt und in Anleh­nung an eine stan­dar­di­sier­te Bie­ge­prü­fung für Poly­me­re (DIN EN ISO 178) mecha­nisch geprüft und bewertet.

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Versticken eines Carbonfaser-Rovings auf einem Trägermaterial. Foto: ZSK Stickmaschinen GmbH
Versticken eines Carbonfaser-Rovings auf einem Trägermaterial. Foto: ZSK Stickmaschinen GmbH
Fachartikel Peer Review PLUS 

Pre­forms – TFP-Tech­no­lo­gie in der Orthopädietechnik

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L. Hell­mich, J. Wölper
Die Erstel­lung eines indi­vi­du­el­len Bau­teils für ein Hilfs­mit­tel ist gekenn­zeich­net durch eine kom­ple­xe Ver­ar­bei­tung bei guter Kennt­nis der wir­ken­den Kräf­te. Die heu­te in der Fer­ti­gung am wei­tes­ten ver­brei­te­ten Faser­halb­zeu­ge stel­len jedoch eine Limi­ta­ti­on bei der lastpfad­gerechten Erstel­lung von Hilfs­mit­teln dar. Die­se Limi­ta­ti­on, dem Last­pfad nicht opti­mal fol­gen zu kön­nen, führt häu­fig zu einer Über­di­men­sio­nie­rung und damit zu einem höhe­ren Gewicht des Bau­teils. Eine Mög­lich­keit zur Opti­mie­rung ist der Ein­satz last­pfad­ge­recht vor­kon­fek­tio­nier­ter Gele­ge, die mit­tels TFP-Ver­fah­ren her­ge­stellt wer­den, soge­nann­ter Preforms. 

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Mark Steinbach (links) und Andreas Fischer, Geschäftsführer Opta Data Gruppe, nutzen das ideale Umfeld der OTWorld zum persönlichen Austausch.
Mark Steinbach (links) und Andreas Fischer, Geschäftsführer Opta-Data-Gruppe, nutzen das ideale Umfeld der OTWorld zum persönlichen Austausch. Foto: Opta Data
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In die Zukunft begleiten

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Wel­chen Stel­len­wert hat die OTWorld? Die­se Fra­ge beant­wor­ten der OT-Redak­ti­on maß­geb­li­che Prot­ago­nis­ten aus Ver­bän­den und Poli­tik sowie Her­stel­ler in kur­zen Gastbeiträgen. 

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Juliane Götz und Marco Hammerstein, Enovis Management Consulting GmbH, haben die OTWorld in den vergangenen vier Jahren sehr vermisst.
Juliane Götz und Marco Hammerstein, Enovis Management Consulting GmbH, haben die OTWorld in den vergangenen vier Jahren sehr vermisst. Fotos: Enovis
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Auf die Rei­se mitnehmen

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Wel­chen Stel­len­wert hat die OTWorld? Die­se Fra­ge beant­wor­ten der OT-Redak­ti­on maß­geb­li­che Prot­ago­nis­ten aus Ver­bän­den und Poli­tik sowie Her­stel­ler in kur­zen Gastbeiträgen. 

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