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

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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„KURT“ – ein gelenk­scho­nen­der manu­el­ler Rollstuhlantrieb

M. Gföh­ler, M. Puch­in­ger, K. Gstaltner
Ein Roll­stuhl wird von etwa 65 Mil­lio­nen Men­schen welt­weit zur täg­li­chen Fort­be­we­gung ver­wen­det. Die her­kömm­li­che Antriebs­form mit­tels Greif­ring ist jedoch unphy­sio­lo­gisch, wenig effi­zi­ent und führt auf­grund gro­ßer Gelenk­be­las­tun­gen in Kom­bi­na­ti­on mit extre­men Aus­len­kun­gen häu­fig zu Gelenk­pro­ble­men. In der die­sem Arti­kel zugrun­de lie­gen­den Stu­die wur­den nume­ri­sche und expe­ri­men­tel­le bio­me­cha­ni­sche Metho­den ange­wen­det, um eine neue Bewe­gungs­form für den manu­el­len Roll­stuhl­an­trieb zu ent­wi­ckeln, die für das Mus­kel-Ske­lett-Sys­tem der obe­ren Extre­mi­tät opti­miert und für den täg­li­chen Gebrauch auch im Innen­be­reich geeig­net ist. Die neue Antriebs­form „KURT“ („Kur­bel­ba­sier­ter Roll­stuhl­an­Trieb“) besteht aus einem Hand­kur­bel­an­trieb mit vari­ie­ren­der Kur­bel­län­ge in der Ebe­ne der Hin­ter­rä­der; die Antriebs­kraft kann über den gan­zen Bewe­gungs­zy­klus auf­ge­bracht wer­den. In Tests mit Roll­stuhl­fah­rern konn­ten eine höhe­re Effi­zi­enz und gerin­ge­re Gelenk­be­las­tun­gen beim manu­el­len Roll­stuhl­an­trieb mit „KURT“ im Ver­gleich zum Greif­ring ermit­telt werden.

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Ent­wick­lung einer neu­ar­ti­gen 3D-gedruck­ten Zervikalorthese

M. Gebau­er, J. Pop­kes, O. Dobrindt
Die orthe­ti­sche Ver­sor­gung der Hals­wir­bel­säu­le ist ein anspruchs­vol­les Gebiet der Ortho­pä­die­tech­nik. Bei chro­ni­schen Beschwer­den mit der Gefahr dau­er­haf­ter neu­ro­lo­gi­scher Schä­di­gun­gen ist eine maß­ge­fer­tig­te Orthe­sen­ver­sor­gung unab­ding­bar, um einem ope­ra­ti­ven Ein­griff vor­zu­beu­gen. Moder­ne Tech­no­lo­gien zum digi­ta­len Maß­neh­men, zur Model­lie­rung sowie zur Fer­ti­gung per 3D-Druck bie­ten dabei neue Mög­lich­kei­ten. Die hier vor­ge­stell­te neu­ar­ti­ge 3D-gedruck­te Zer­vi­kal­orthe­se stellt das Ergeb­nis eines erfolg­rei­chen Pro­jekts zur Ver­sor­gung von Pati­en­ten mit Spi­nal­ka­nals­teno­sen dar. Anhand die­ses Pro­jekts sowie einer beglei­ten­den quan­ti­ta­ti­ven Stu­die soll auf­ge­zeigt wer­den, inwie­fern sowohl betrof­fe­ne Pati­en­ten als auch Ortho­pä­die­tech­ni­ker von der Anwen­dung einer digi­ta­len Pro­zess­ket­te pro­fi­tie­ren können.

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Ent­wick­lung einer indi­vi­du­el­len Vor­fuß­pro­the­se für die Wie­der­ein­glie­de­rung in den All­tags­sport — Eine For­schungs- und Ent­wick­lungs­ko­ope­ra­ti­on zwi­schen Hoch­schu­le und Handwerksbetrieb

F. Capan­ni, S. Matys­sek, M. Gaas­han, E. Döt­zel
Die Ver­sor­gung von Pati­en­ten mit einer par­ti­el­len Vor­fuß­am­pu­ta­ti­on mit funk­tio­nel­len, die Bio­me­cha­nik berück­sich­ti­gen­den Indi­vi­du­al­hilfs­mit­teln ist nur sehr ein­ge­schränkt mög­lich. Ver­füg­ba­re Hilfs­mit­tel kom­pen­sie­ren meist nur kos­me­ti­sche Aspek­te, ermög­li­chen jedoch kei­ne oder nur sehr ein­ge­schränkt sport­li­che Akti­vi­tä­ten. Die Kon­zep­ti­on einer pati­en­ten­in­di­vi­du­el­len Pro­the­se für den All­tags­sport bedarf der inter­dis­zi­pli­nä­ren Zusam­men­ar­beit zwi­schen Ortho­pä­die-Tech­ni­kern und Inge­nieu­ren, bei der hand­werk­li­che Pra­xis und Erfah­rung, ergänzt um die Fach­ge­bie­te des Inge­nieur­we­sens, das gewünsch­te Ergeb­nis lie­fern und dar­über hin­aus bei­den Berufs­grup­pen neue beruf­li­che Chan­cen eröff­nen. Anhand eines Pra­xis­bei­spiels wer­den im Fol­gen­den die Mög­lich­kei­ten einer der­ar­ti­gen Koope­ra­ti­on beschrieben.

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