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Biomechatronik

Biomechatronik

Dieser interdisziplinäre Forschungsbereich beschäftigt sich in Forschung und Lehre mit Themen aus (Bio-)Mechanik, Elektronik, Sensorik, Signalverarbeitung, Software und Simulation. In enger Kooperation mit klinischen Anwendern und Herstellern werden unter Beachtung regulatorischer Rahmenbedingungen medizintechnische Produkte und Systeme für Diagnostik und Therapie entwickelt. Folgende Anwendungsfelder bilden die Schwerpunkte in der angewandten Forschung:

  • Analyse komplexer menschlicher Bewegungsabläufe durch Sensorik, Simulation und Machine Learning Verfahren

  • Individualisierte Medizintechnik für Rehabilitation und Prävention

  • Anwendung von Verfahren der Künstlichen Intelligenz zur Analyse, Optimierung und Feedback 
  • Intelligente Implantat-Technologien für die Osteosynthese und Tumortherapie

  • Patientenindividualisierte Auslegung und -anfertigung von Prothesen

Ansprechpartner:

Institut für Medizintechnik und Mechatronik


Für weitere Informationen besuchen Sie bitte die

Webseite Forschungsgruppe Biomechatronics


Corona - Maskenprojekt

Effiziente und schnelle Herstellung leistungsfähiger Atemschutzmasken in der Fakultät Mechatronik und Medizintechnik – ausgestattet mit Sonderbudget der Technischen Hochschule Ulm.

Initiiert durch die Forschungsgruppe Biomechatronik wurde an der THU eine interdisziplinäre Arbeitsgruppe zusammengestellt, um ein Konzept wiederverwendbarer, partikelfiltrierender Atemschutzmasken auf FFP2-Niveau zu entwickeln. Die Masken sollen mit handelsüblichen Stoffen/Materialien hoher Verfügbarkeit und 3D-Druckbauteilen auch im Eigenbau herstellbar sein. Ein entsprechendes Anforderungsprofil wird mit Medizinern der Uniklinik Ulm sowie niedergelassener Allgemeinarztpraxen erstellt. Eigene Prüfstandaufbauten werden für die Materialvorauswahl und Testung von Protoypen genutzt. Gleichzeitig werden Kooperationspartner insbesondere für die Prüfung gesucht mit Kompetenzen in den Gebieten Filterstoffe, 3D-Druck sowie Prüfverfahren im Zusammenhang mit dem Prüfgrundsatz für Corona SARS-Cov-2.

Das Projekt ist mit den Aktivitäten der Gläsernen Lunge verzahnt (Ansprechpartner: Prof. Heiko Peuscher).

Kontakt: Prof. Thomas Engleder, Prof. Felix Capanni, Prof. Schneider, Prof. Andreas Häger, Prof. Martin Hessling


Projektberichte

1) Atemwiderstand und Filterleistung haushaltsüblicher Filtermaterialien

2) Maskenprüfstand zur Bestimmung des Atemwiderstandes und der (indirekten) Gesichtsleckage

3) Atmungsaktivitäten haushaltsüblicher Filtermaterialien

4) Zugprüfung haushaltsüblicher Filtermaterialien



1) Atemwiderstand und Filterleistung haushaltsüblicher Filtermaterialien

(Stand 30.04.2020 – spätere Aktualisierung vorbehalten)

 

1. Einleitung

Vor dem Hintergrund der weltweiten Ausbreitung des Coronavirus SARS-CoV2 steigt die Nachfrage nach Atemmasken nicht nur für medizinisches Personal. In einer Vielzahl von Bastel- und Nähanleitungen zur Herstellung sogenannter Community- oder DIY-Masken wird die Verwendung haushaltsüblicher Filterstoffe wie Kaffeefilter oder Staubsaugerbeutel empfohlen. Wichtige Anforderungen an derartige Materialien stellen die Filterleistung, Luftdurchlässigkeit, toxikologische Unbedenklichkeit sowie eine gewisse Stabilität der Stoffe dar. Dieser Beitrag liefert einen Überblick zu Messungen des Atemwiderstandes und der Filterleistung (Aerosol-Durchlass) an ausgewählten Filterstoffen. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Zusammenstellung rein informativer Art ist und keine Handlungsempfehlung darstellt.

2. Versuchsdurchführung

Die Prüfung von Flachfiltermaterialien hinsichtlich Atemwiderstand und der Durchlässigkeit eines Paraffinöl-Prüfaerosols erfolgte durch die Firma LORENZ Meßgerätebau GmbH & Co. KG in Anlehnung an DIN EN 149 [1] bzw. DIN EN 13274-7 [2] in einem Atemmaskenprüfsystem vom Typ FMP03/04. Die Messungen wurden bei einem Volumenstrom von 30 l/min und einer Prüffläche von 100 cm² durchgeführt, woraus sich eine Strömungsgeschwindigkeit von 50 mm/s ergibt.

Filterpruefung_B01_B02.png

3. Ergebnis/Fazit

Die Filterleistung von Staubfiltrationsbeutel wird typischerweise mit Prüfstäuben bei hohen Volumendurchsätzen geprüft und klassifiziert, während an partikelfiltrierende Halbmasken nach DIN EN 149 Anforderungen hinsichtlich der Durchlässigkeit von Aerosolen gestellt werden. Da diese Spezifikationen nicht miteinander vergleichbar bzw. übertragbar sind, soll hier ein Beitrag zur Frage geleistet werden, in wie fern die Anforderungen der DIN EN 149 hinsichtlich Atemwiderstand und Aerosol­durch­lässigkeit durch hochverfügbare Filterstoffe aus der Staubfiltration erfüllt werden können.

In Abb. 2 sind exemplarisch die Messungen an zwei haushaltsüblichen sowie zwei industrietypischen Staubfiltrationsbeuteln für Geräte der Schutzklassen M und H nach DIN 60335-2-69 [3] und eines HEPA-Filters der Klasse H14 nach DIN EN 1822-1 [4] dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass sich die Vorgaben und Prüfbedingungen der DIN EN 149 auf die Prüfung fertiger Halbmasken, nicht jedoch auf die Prüfung von Flachfiltermaterialien beziehen. Da die Prüfbedingungen (u.a. verwendetes Prüfaerosol, Strömungsverhältnisse, Prüfzeiten) jedoch in enger Anlehnung an diese normativen Vorgaben gewählt wurden, scheint ein Abgleich mit den normativen Grenzwerten, wie sie in Abb. 2 für Masken der Klassen FFP1-3 für einen Volumendurchsatz von 95 l/min verzeichnet sind, unter Vorbehalt möglich. Unter Annahme einer direkten Übertragbarkeit der Messergebenisse auf fertig konfektionierte Atemmasken, erfüllen alle getesteten Staubfiltrationsbeutel die Anforderungen hinsichtlich des maximal zulässigen Atemwiderstandes. Auch gibt es unter den verfügbaren Filtertüten durchaus Vertreter, welche die Anforderungen hinsichtlich des Durchlassgrades der Klassen FFP 1 & 2 erfüllen. Dies gilt jedoch nicht allgemeingültig für alle verfügbaren Produkte, sondern hängt stark von der Art und Anzahl der verwendeten textilen Einzellagen ab und bedarf stets der individuellen Prüfung. Ein HEPA-Filter weist hingegen einen solch geringen Aerosoldurchlass auf, dass das Niveau einer FFP3-Maske erreicht werden könnte. Allerdings weisen diese Stoffe einen extrem hohen Atemwiderstand auf. Unabhängig davon sei darauf hingewiesen, dass die Auswahl eines Filterstoffs für Behelfsmasken immer unter Einbeziehung aller einleitend genannten Gesichtspunkte erfolgen sollte.

4. Quellenverweise

[1]

Deutsches Institut für Normung e.V., DIN EN 149:2009-08 „Atemschutzgeräte –

Filtrierende Halbmasken zum Schutz gegen Partikeln – Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung (Deutsche Fassung EN 149:2001+A1:2009)"

[2]

Deutsches Institut für Normung e.V., DIN EN 13274-7:2019-09 „Atemschutzgeräte –
Prüfverfahren – Teil 7: Bestimmung des Durchlasses von Partikelfiltern (Deutsche Fassung EN 13274-7:2019)"

[3]

Deutsches Institut für Normung e.V., DIN EN 60335-2-69 (VDE 0700-69): 2015-07 „Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke –
Teil 2-69: Besondere Anforderungen für Staub- und Wassersauger für den gewerblichen Gebrauch (IEC 60335-2-69:2012, modifiziert); Deutsche Fassung EN 60335-2-69:2012"

[4]

Deutsches Institut für Normung e.V., DIN EN 1822-1:2019-10 „Schwebstofffilter (EPA, HEPA und ULPA) – Teil 1: Klassifikation, Leistungsprüfung, Kennzeichnung (Deutsche Fassung EN 1822-1:2019)"


5. Kontakt:

Technische Hochschule Ulm
Fakultät Mechatronik und Medizintechnik
Prof. Dr.-Ing. Andreas Häger
andreas.haeger@thu.de
www.thu.de

LORENZ Meßgerätebau GmbH & Co. KG
37191 Katlenburg-Lindau
Herr Tobias Regenhardt
tregenhardt@lorenz-messgeraetebau.de
www.lorenz-messgeraetebau.de

 


2) Maskenprüfstand zur Bestimmung des Atemwiderstandes und der (indirekten) Gesichtsleckage

(Stand 18.04.2020 – spätere Aktualisierung vorbehalten)

 

1. Einleitung

Vor dem Hintergrund der weltweiten Ausbreitung des Coronavirus SARS-CoV2 steigt die Nachfrage nach Atemmasken nicht nur für medizinisches Personal. Zwischenzeitlich wurde bereits eine Vielzahl von Konzepten zur Herstellung von Behelfsmasken entwickelt, verbreitet und von Privatpersonen wie auch gewerblichen Anbietern umgesetzt. Diese Masken stellen im Allgemeinen nur einen Fremd-, jedoch keinen Eigenschutz dar und durchlaufen kein Zulassungsverfahren, wie es für medizinische Schutzmasken vorgeschrieben ist.

Um einen Beitrag zur Bewertung und Weiterentwicklung solcher Behelfsmasken zu leisten, wurde an der Technischen Hochschule Ulm ein einfacher Maskenprüfstand aufgebaut, der es in Anlehnung an einschlägige Normen für partikelfiltrierende Halbmasken erlaubt, den Atemwiderstand prototypischer Masken zu ermitteln und zudem eine Bewertung der mit der Passform einhergehenden Gesichtsleckage zu treffen. Dieser Kurzbeitrag stellt das Prüfkonzept sowie erste Ergebnisse anhand kommerziell verfügbarer Halbmasken vor.

 

2. Prüfkonzept

Maskenpruefstand_B01.jpg
Abb. 1:  Versuchsaufbau an der „gläsernen Lunge" zur Testung von Atemschutz- und Behelfshalbmasken


Die an der technischen Hochschule Ulm vorhandene „gläserne" (künstliche) Lunge [1] wurde zur Testung von Atemschutz- und Behelfsmasken um einen Prüfkopf erweitert. Zur Simulation von Ein- und Ausatemluftströmen verfügt dieser über eine mundseitig angebrachte Adaption an den Lungenprüfstand, welcher zur Erzeugung der benötigten Luftströme genutzt wird. Dabei lassen sich alle notwendigen Volumenströme mit höchster Genauigkeit darstellen und auch die Simulation eines realen zyklischen Atemverhaltens ist möglich. Durch einen Drucksensor, lässt sich die Druckdifferenz gegenüber dem Umgebungsdruck innerhalb des am Prüfkopf angelegten Maskenkörpers bestimmen, was ein Maß für den Atemwiderstand der Maske darstellt. Dieser Prüfstandaufbau erfolgte in Anlehnung an das in DIN EN 149 [2] beschriebene Verfahren zur Bestimmung des Atemwiderstandes partikelfiltrierender Halbmasken und lässt näherungsweise einen Vergleich mit den darin enthaltenen normativen Vorgabewerten zu. Zur Atemwiderstandsmessung werden die Masken-Prüflinge am Prüfkopf mittels umlaufender Klebung abgedichtet. Die relative Veränderung der Druckverhältnisse bei Wiederholung der Messungen auch im nicht abgedichteten Zustand lässt indirekt Rückschlüsse auf die bauart- und passformbedingte Gesichtsleckage zu und ermöglicht damit Designoptimierungen und die Verbesserung von Dichtungskonzepten.

 

3. Erste Ergebnisse

Maskenpruefstand_B02.jpg.png
Abb. 2: Atemwiderstandsmessungen an kommerziellen, partikelfiltrierenden Halbmasken

Die exemplarische Prüfung zweier partikelfiltrierender Halbmasken mit Ausatemventil ergab, dass diese erwartungsgemäß die Vorgaben der DIN EN 149 hinsichtlich des Atemwiderstandes ent­sprechen. Gleichzeitig konnte aufzeigt werden, dass auch diese Masken eine Gesichtsleckage aufweisen, die sich Druckabfall zwischen den Messungen mit/ohne Abdichtung zeigt. Die oben dargestellten Werte bedeuten nicht zwangsläufig, dass die hier exemplarisch getestete FFP3-Maske eine höhere Gesichtsleckage aufweist, da neben dem absoluten Druckniveau auch die Strömungs­verhältnisse innerhalb des Maskenkörper eine Rolle spielen. Daher sind die relativen Unterschiede nur innerhalb eines Bautyps aussagefähig, erlauben für diesen Fall aber beispielsweise eine differenzierte Bewertung unterschiedlicher Dichtkonzepte zur Verringerung der Gesichtsleckage.

 

5. Quellenverweise

[1]

Technische Hochschule Ulm, „Die gläserne Lunge der THU", https://youtu.be/ssFJrhjCaZM (Zugriff 14.04.2020)

[2]

Deutsches Institut für Normung e.V., DIN EN 149:2009-08 „Atemschutzgeräte –
Filtrierende Halbmasken zum Schutz gegen Partikeln – Anforderungen, Prüfung, Kennzeichnung (Deutsche Fassung EN 149:2001+A1:2009)"


6. Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Andreas Häger (andreas.haeger@thu.de)



3) Atmungsaktivitäten haushaltsüblicher Filtermaterialien

(Stand 22.04.2020 – spätere Aktualisierung vorbehalten)

 

1. Einleitung

Vor dem Hintergrund der weltweiten Ausbreitung des Coronavirus SARS-CoV2 steigt die Nachfrage nach Atemmasken nicht nur für medizinisches Personal. In einer Vielzahl von Bastel- und Nähanleitungen zur Herstellung sogenannter Community- oder DIY-Masken wird die Verwendung haushaltsüblicher Filterstoffe wie Kaffeefilter oder Staubsaugerbeutel empfohlen. Wichtige Anforderungen an derartige Materialien stellen die Filterleistung, Luftdurchlässigkeit (Atmungsaktivität), toxikologische Unbedenklichkeit sowie eine gewisse Stabilität der Stoffe dar. Dieser Beitrag liefert einen Überblick zu Messungen der Atmungsaktivität an ausgewählten Filterstoffen. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Zusammenstellung rein informativer Art ist und keine Handlungsempfehlung darstellt.

2. Versuchsdurchführung

Zur Bestimmung der Atmungsaktivität wurde die Druckdifferenz gegenüber dem Umgebungsdruck bei Durchströmung einer kreisrunden Filterprobe (d = 25 mm) mit Volumenströmen von 8 l/min in beide Richtungen bei Raumtemperatur gemessen. Dieser Versuchsaufbau erfolgte in Anlehnung an DIN EN 14683:2019 Anhang C [1]. Zur Erzeugung der Volumenströme kam eine künstliche Lunge [2] zum Einsatz.

 

Atmungsaktivitaet_B01.png 

Abb. 1:  Versuchsaufbau zur Bestimmung der Atmungsaktivität von Filterstoffen an der „gläsernen Lunge"


3. Ergebnisse

Atmungsaktivitaet_B02.png
Abb. 2: Gegenüberstellung/Einordnung von Atmungsaktivitäten haushaltsüblicher Filtermaterialien

4. Zusammenfassung/Fazit

Alle getesteten Filtermaterialien weisen eine symmetrische Luftdurchlässigkeit auf, d.h. die Stoffe können in beide Richtungen gleichermaßen gut durchströmt werden. Die Atmungsaktivität von Staubsaugerfiltertüten kann nicht pauschalisiert werden. Sie ist von der Art und Anzahl der textilen Einzellagen abhängig. Die getesteten Mikrovliesstoffe mit bis zu drei Einzellagen und einem Flächengewicht von bis zu 137 g/m² liegen jedoch allesamt unterhalb des in der DIN EN 14683 [1] festgelegten Grenzwertes für medizinische Gesichtsmasken des Typs IIR. Auch liegt die Größenordnung ihrer Atmungsaktivität im Bereich typischer Filtermaterialen, die in kommerziellen partikelfiltrierenden Halbmasken zum Einsatz kommen (was jedoch nichts über die Filterwirkung dieser Materialien aussagt). Ein Kaffeefilter bietet hingegen einen deutlich höheren Atemwiderstand, während ein Aktivkohleinnenraumfilter aus dem Kfz-Bereich trotz der höheren Grammatur deutlich leichter durchströmt werden kann. Die Auswahl eines Filterstoffs für eine Behelfsmaske sollte niemals alleine von der Atmungsaktivität des Materials abhängig gemacht werden, sondern muss unter Berücksichtigung aller oben genannten Gesichtspunkte erfolgen.

5. Quellenverweise

[1]

Deutsches Institut für Normung e.V., DIN EN 14683:2019-10 „Medizinische Gesichtsmasken – Anforderungen und Prüfverfahren (Deutsche Fassung EN 14683:2019+AC:2019)"

[2]

Technische Hochschule Ulm, „Die gläserne Lunge der THU", https://youtu.be/ssFJrhjCaZM (Zugriff 14.04.2020)


6. Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Andreas Häger (andreas.haeger@thu.de)



4) Zugprüfung haushaltsüblicher Filtermaterialien

(Stand 22.04.2020 – spätere Aktualisierung vorbehalten)

 

1. Einleitung

Vor dem Hintergrund der weltweiten Ausbreitung des Coronavirus SARS-CoV2 steigt die Nachfrage nach Atemmasken nicht nur für medizinisches Personal. In einer Vielzahl von Bastel- und Nähanleitungen zur Herstellung sogenannter Community- oder DIY-Masken wird die Verwendung haushaltsüblicher Filterstoffe wie Kaffeefilter oder Staubsaugerbeutel empfohlen. Wichtige Anforderungen an derartige Materialien stellen die Filterleistung, Luftdurchlässigkeit (Atmungsaktivität), toxikologische Unbedenklichkeit sowie eine gewisse Stabilität der Stoffe dar. Dieser Beitrag liefert Ergebnisse zur Festigkeit, Steifigkeit und dem Längenänderungsvermögen ausgewählter Filtermaterialien. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Zusammenstellung rein informativer Art ist und keine Handlungsempfehlung darstellt.

2. Versuchsdurchführung

Aus Flachfiltermaterialen wurden Streifenproben mit einer Breite von 50 mm in Längs- und Querrichtung entnommen, welche einer Zugprüfung nach DIN EN 29073-3 [1] zur Bestimmung der Höchstzugkraft FH und der Höchstkraftdehnung εH unterzogen wurden. Zusätzlich wurde die elastische Steifigkeit S der Stoffe durch lineare Regression über der initialen Dehnung ermittelt. Die Einspannlänge L0 betrug je nach Materialverfügbarkeit 200 mm bzw. 150 mm. Die Prüfung wurde bei einer konstanten Prüfgeschwindigkeit von 100 mm/min an einer Zugprüfmaschine vom Typ Zwick Roell Z005 durchgeführt.

 

Festigkeit_B01_B02.png

Abb. 1 (links): Zugprüfung einer Vliesstoffprobe

Abb. 2 (rechts): Zugkraft-Längenänderungs-Diagramm einer Vliesstoffprobe (exemplarisch) & Definition der Kennwerte


3. Ergebnisse

Festigkeit_B03.png
Abb. 3: Gegenüberstellung/Einordnung von Atmungsaktivitäten haushaltsüblicher Filtermaterialien

4. Zusammenfassung/Fazit

  • In Abb. 3 sind exemplarisch die Ergebnisse der Zugprüfung von haushaltsüblichen Staubsaugerbeuteln und einem industrie-typischen Staubfiltrationsbeutel für Geräte der Schutzklasse M nach DIN 60335-2-69 [2], sowie eines Aktivkohle-Innenraumfilters aus dem Kraftfahrzeugbereich dargestellt. Folgende Rückschlüsse können festgehalten werden:

  • Die Festigkeit, gekennzeichnet durch FH, und das Längenänderungsvermögen, indiziert durch εH, deuten auf eine hinreichend hohe Stabilität der getesteten Stoffe für die Verwendung in Behelfsmasken hin.

  • Es liegt eine ausgeprägte Richtungsabhängigkeit (Anisotropie) der ermittelten Eigenschaften vor. Diese sollte beim Materialzuschnitt zur Herstellung von Behelfsmasken beachtet werden, um die höhere Festigkeit und Steifigkeit der in bauartbedingt höher belastete Richtungen zu orientieren.

  • Die Kennwerte können in Abhängigkeit der Art und Anzahl der verwendeten Einzellagen der unterschiedlichen Produkte stark variieren. Im Einzelfall ist zu prüfen, ob eine ausreichende mechanische Belastbarkeit der Stoffe vorliegt.

  • Das vorliegende industrietypische Staubfiltrationsmaterial weist gegenüber den haushaltstypischen Stoffen deutlich höhere Kennwerte auf.

    Neben der Belastbarkeit in der Ebene stellt der Zusammenhalt zwischen den Einzellagen ein wesentliches Kriterium für die Verarbeitbarkeit der Vliesstoffe dar. Viele der verfügbaren Filterstoffe aus Staubfilterbeutel delaminieren sehr leicht, sobald die umlaufenden Fügenähte aufgetrennt bzw. weggeschnitten werden. Es bietet sich daher die Verwendung von mehrlagigen Vliesstoffen mit regelmäßigen, punktuellen Verbindungsstellen („Punktschweißraster") in der gesamten Filterfläche an. Unabhängig davon sei darauf hingewiesen, dass die Auswahl eines Filterstoffs für Behelfsmasken immer unter Einbeziehung aller einleitend genannten Gesichtspunkte erfolgen sollte.


5. Quellenverweise

[1]

Deutsches Institut für Normung e.V., DIN EN 29073-3:1992 „Textilien – Prüfverfahren für Vliesstoffe, Teil 3: Bestimmung der Höchstzugkraft und der Höchstzugkraftdehnung (Deutsche Fassung EN 29073-3:1992)"

[2]

Deutsches Institut für Normung e.V., DIN EN 60335-2-69 (VDE 0700-69): 2015-07 „Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke –
Teil 2-69: Besondere Anforderungen für Staub- und Wassersauger für den gewerblichen Gebrauch (IEC 60335-2-69:2012, modifiziert); Deutsche Fassung EN 60335-2-69:2012"


6. Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Andreas Häger (andreas.haeger@thu.de)


Aktuelle Forschungprojekte

Photochemisch-dynamisches Implantat für die Langzeit-Glioblastombehandlung –Simulationsplattform für die Untersuchung eines multimodalen PCD-Langzeit-Implantats

Projektleiter: Prof. Dr. Felix Capanni
Projektlaufzeit: 01.09.2022 - 31.08.2025
Mittelgeber: Bund – BMBF
Programmname: KMU Innovativ

Projektbeschreibung:
Ziel des Projekts ist es, ein miniaturisiertes Theranostik-System zur gezielten photochemisch-dynamischen Langzeit-Therapie von Patienten mit Glioblastomen zu realisieren. Dieses System zeichnet sich dadurch aus, dass zwei innovative und in Vorstudien der wissenschaftlichen Partner demonstrierte Wirkmechanismen zur Tumorbekämpfung in ein miniaturisiertes, implantierbares und MRT-fähiges Implantat überführt werden. Zur Realisierung dieses Ziels müssen einerseits die neuartigen Therapieansätze „Photochemische Therapie“ und „Photodynamische Therapie“ sowie der Ansatz der „Diagnostik durch Fluoreszenzdetektion“ intensiv im Rahmen von in vitro- und in vivo-Studien erforscht und in ein Therapie- und Diagnosekonzept überführt werden. Andererseits muss ein implantierbares System erforscht und realisiert werden, welches auch die Umsetzung der Therapieansätze erlaubt. Dafür müssen innovative Ansätze des Elektronikdesigns zur Implement-ierung der Elektronik, neue Ergebnisse der Mikrosystemtechnik zur Realisierung von Implantat-kapselung und Lichtquellendesign und innovative Ladetechnologie sowie ein innovatives Konzept eines intrakorporalen Medikamententransportsystem zusammengeführt werden.

Entwicklung eines biomechanischen Modells zur Analyse von Kräften an Verbindungsstellen komplexer orthopädischer Hilfsmittel zur Integration in ein automatisiertes Software-Werkzeug (OT-Connect)

Projektleiter: Prof. Dr. Felix Capanni
Projektlaufzeit: 01.05.2021 - 31.10.2023
Mittelgeber: Bund – BMWK
Programmname: ZIM

Projektbeschreibung:
Im Projekt wird ein biomechanisches Modell der Kraftverläufe speziell an Grenzflächen zwischen einzelnen Komponenten hybrider orthopädischer Hilfsmittel entwickelt und mit quantitativen Parametrierungen der Materialeigenschaften von Verbindungselementen kombiniert. Der Begriff „hybride“ beschreibt Hilfsmittel, welche aus einer Kombination aus 3D-gedruckten Bauteilen und industriell hergestellten Gelenksystemen bestehen und über geeignete Konnektierungselemente miteinander verbunden werden müssen. Über einen zu entwickelnden Auswahlalgorithmus, der patientenspezifische Parameter sowie die Modelldaten kombiniert, wird die optimale Verbindungstechnik identifiziert und der zugehörige Fertigungsprozess parametrisiert. Der Algorithmus wird dann in ein einfach anzuwendendes Software-Werkzeug integriert, um Orthopädietechniker ideal zu unterstützen und die Wertschöpfung im Unternehmen nachhaltig zu erhöhen. Technische Risiken betreffen insbesondere die Modellentwicklung sowie die Langzeitstabilität der Materialparameter.

Digitalisierung und Virtualisierung in der Orthopädietechnik (SmartOT) - Phase 2

Projektleiter: Prof. Dr. Felix Capanni
Projektlaufzeit: 01.02.2022 - 31.12.2023
Mittelgeber: Bund BMWK
Programmname: ZIM

Projektbeschreibung:
Aus Digitalisierung, Miniaturisierung und zunehmender Vernetzung von Komponenten und Verfahren ergeben sich große Herausforderungen für die traditionell handwerklich-mechanisch geprägte Branche der Orthopädietechnik. Das Projekt befasst sich mit der Umsetzung neuer Paradigmen im Hilfsmitteldesign und neuer digitaler Technologien. Um den anstehenden  Herausforderungen zu begegnen, müssen neue Entwicklungs-, Konstruktions und Fertigungs-paradigmen und -Verfahren entwickelt werden, die speziell auf die interdisziplinäre Ausrichtung und die Arbeit am Menschen in der Orthopädietechnik zugeschnitten sind. Im Zentrum des Projekts steht die Entwicklung und Umsetzung unterschiedlicher Digitalisierungsstrategien unter Einbeziehung und Mitgestaltung branchenspezifischer Standards und Leitlinien.

Entwicklung eines neuartigen Simulations- und Prüfsystems inklusive Ableitung neuer Osteosyntheseimplantate zur verbesserten Knochenheilung durch Nutzung dynamischer Frakturstabilisierung (FractureHeal)

Projektleiter: Prof. Dr. Felix Capanni
Projektlaufzeit: 01.01.2023 - 31.12.2024
Mittelgeber: Bund – BMWK
Programmname:
ZIM – FuE-Kooperationsprojekt

Projektbeschreibung:
Im Projekt wird ein neues Osteosyntheseimplantatsystem zur verbesserten Knochenheilung unter Nutzung und Berücksichtigung von Ansätzen der dynamischen Frakturstabilisierung entwicklet. Dies soll durch den Einsatz eines innovativen Simulationsmodells und eines neuartigen Prüfsystems erreicht werden. Schwerpunkt der THU im Projekt ist die Entwicklung eines Simulationsmodells und physiologischen Implantat-Systemtests zur Abbildung der Knochen-Platten-Interaktion von Mikrobewegungen und interfragmentärer Bewegungen und Darstellung des Einflusses auf die Knochenheilung.


Kontinuierliche Verbesserung und evidenzbasierte Bewertung des Gangbildes bei Pathologien des Bewegungsapparates mit Hilfe eines KI-gestützen Sensorsystems am Beispiel der Peroneusparese (OrthoKI)

Projektleiter: Prof. Michael Munz
Projektlaufzeit: 01.06.2023 - 31.05.2026
Mittelgeber: Stiftung
Programmname: CZS Transfer 2023: Sensorik
Projektbeschreibung:
In OrthoKI soll eine KI-gestützte, sensorbasierte Lösung zur patientenindividuellen Therapiebegleitung und -optimierung von Orthesenträger*innen entwickelt werden. Physiotherapeutische Übungen werden durch Sensoren erfasst, durch ein KI-System analysiert und bei Bedarf K orrekturhinweise ausgegeben. Das Gangbild wird durch Sensorik erfasst und durch ein KI-System analysiert, das wichtige Informationen über den Behandlungsverlauf liefert. Durch eine zu entwickelnde Testprozedur werden Orthesen mechanisch charakterisiert. Damit werden mit einem speziellen muskuloskelettalen Simulationsmodell für die Orthese Vorhersagen über das resultierende Gangbild berechnet. Dies ermöglicht die patientenindividuelle Auswahl und Anpassung der Orthese. Neben einer verbesserten Heilung werden auch erhebliche Risiken wie Stürze und Überbelastungen reduziert.

Medical Engineering for Medical Professionals (MedTec+)

Projektleiter: Prof. Michael Munz
Projektlaufzeit: 12.04.2021 - 11.04.2023
Mittelgeber: EU
Programmname: Erasmus+

Projektbeschreibung:
Multilinguales elektronisches Lernen stellt sowohl didaktisch als auch technisch eine große Herausforderungen dar. In diesem Projekt wird insbesondere den technischen Forschungsfragen nachgegangen: Nachhaltige, wartbare Repräsentation multiligualer Lehrinhalte in Textform sowie in multimedialer Form (Videos, Audio, etc.), die modular und einfach übersetzbar als Bausteine repräsentiert werden können. Hinzu kommen unterschiedliche länderspezifische und gesellschaftliche Unterschiede in der Repräsentation der Sprache (unterschiedliche Schriftzeichen, Gesten, etc.). Die entwickelten Bausteine und Techniken sollen mittels Modulen im Bereich der Medizintechnik umgesetzt und demonstriert werden. Die Didaktikforschung widmet sich in diesem Projekt weiteren Fragestellungen, wie der Integration verschiedensprachlicher Tests und Feedbacks mit automatischen Übersetzungselementen.

Abgeschlossene Projekte

Untersuchung der Effektivität eines intrazerebralen photochemisch / photodynamischen theranostischen Implantats zur adjuvanten Glioblastomtherapie (PCDTT-Implant)

Projektleiter: Prof. Dr. Felix Capanni
Projektlaufzeit: 01.08.2020 - 31.07.2022
Mittelgeber: Land – MWK
Programmname: Innovative Projekte
Projektbeschreibung:
Das Glioblastom ist der bösartigste hirneigene Tumor des Erwachsenenalters mit unter Standard¬therapie infauster Prognose. Das Therapieversagen ist durch resistente, das normale Hirngewebe durchwandernde und chirurgisch nicht entfernbare Tumorzellen bedingt. In einem vorhergehenden Großtierversuch wurde ein voll implantierbarer Prototyp zur photochemisch-dynamischen Bestrahlung von im Hirn verbliebenen Glioblastomzellen erfolgreich auf Verträglichkeit getestet, wobei ein Vielfaches der in vitro tumorizidalen Strahlendosen appliziert wurde. Im aktuellen Projekt soll nun die Effektivität dieses Ansatzes gegen in das Hirn von immunsupprimierten Hausschweinen transplantierte menschliche Glioblastomzellen in einem ersten Kurzzeitversuch untersucht werden.

Verfahren zur automatisierten Bewertung von physiotherapeutischen Übungen (MyPhysio)

Projektleiter: Prof. Dr. Thomas Engleder
Projektlaufzeit: 01.01.2020 - 30.06.2022
Mittelgeber: Bund – BMWi
Programmname: ZIM
Projektbeschreibung:
Die Durchführung physiotherapeutischer Übungen im häuslichen Umfeld ist insbesondere zu Beginn einer Therapie mit vielen Fehlermöglichkeiten verbunden. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Systems zur Unterstützung des Rehabilitationsprozesses des Patienten durch eine automatisierte Kontrolle der Durchführung von physiotherapeutischen Übungen zuhause. Im Gegensatz zu existierenden videobasierten Systemen, werden in dem Projekt „MyPhysio“ Druckverteilungen und IMU-Daten während der Übungsdurchführung mit Hilfe spezifisch angepasster maschineller Lernverfahren ausgewertet. Zusätzlich soll eine einfache Anpassung der vortrainierten Netze an individuelle Pathologien ermöglicht werden.


Entwicklung eines innovativen elektromechanischen Seilsicherungssystems (SafeClimb)

Projektleiter: Prof. Dr. Michael Munz
Projektlaufzeit: 01.05.2019 - 30.04.2022
Mittelgeber: Bund – BMWi
Programmname: ZIM
Projektbeschreibung:
In diesem Projekt wird ein intelligentes Sicherungssystems für den Klettersport entwickelt, das eine hervorragende und absolut zuverlässige mechanische Funktionalität mit smarten Assistenz- und Überwachungsfunktionen koppelt. Dieses elektromechanische Sicherungssystem verhindert nicht nur potentiell schwere Unfälle durch eine automatische Abbremsung des Seils bei einem Sturz, sondern kann auch Bedienfehler über eine intelligente Sensorik erkennen und dem sichernden Kletterer zurückmelden. Kernstück des Systems ist ein mechanischer Halbautomat, der unabhängig von Energieversorgung und Elektronik im Falle eines zu schnellen Durchlasses von zu viel Seil eine Brems- bzw. Stoppwirkung realisiert. Die Sensorik misst dabei die Geschwindigkeit des Seildurchlaufs und die Bewegung des Sicherungsgerätes.
Ein intelligentes Klassifikationsverfahren kann auf Basis der Messdaten einen Sturz von der schnellen Seilausgabe unterscheiden. Hierzu kommen Verfahren des maschinellen Lernens zum Einsatz.

ErgoSeat

Projektleiter: Prof. Dr. Gottfried Goebel
Projektlaufzeit: 01.01.2020 - 31.03.2021
Mittelgeber: Bund
Programmname: BISP - Innovative Projekte

Projektbeschreibung:
Ziel ist die Bereitstellung von individualisierten Rudersitzen für den Profi-Rudersport, um durch Verbesserung der Trainingsqualität bessere Ergebnisse im Wettkampf zu erreichen. In einer Pilot-studie wurden vorab die Sitzkonturen durch physische Abdrücke aufwändig bestimmt. Im Projekt fließt nun zudem die ruderische Bewegungsamplitude auf das Rollsitzshaping mit ein, d.h. es wird erstmals ein dynamisches Bewegungsverhalten und nicht nur stilles Sitzen bei der Auslegung der Sitzgeometrie berücksichtigt. Um einen kaderweiten Einsatz zu ermöglichen, ist ein für Athleten zeiteffizientes und für Hersteller praktikables Analyseverfahren auf Basis von Druckmessungen zur ergonomischen Optimierung der Rudersitze notwendig, das im Projekt entwickelt wird. Zudem wird die Materialauswahl im Hinblick auf die lokalen Belastungen und die Einsatzfrequenz des Trainings-geräts hin analysiert und optimiert.

Digitalisierung und Virtualisierung in der Orthopädietechnik (SmartOT) - Phase 1

Projektleiter: Prof. Dr. Felix Capanni
Projektlaufzeit: 01.08.2020 - 31.07.2021
Mittelgeber: Bund – BMWi
Programmname: ZIM

Projektbeschreibung:
Aus der digitalen Vernetzung von Komponenten und Verfahren ergeben sich Herausforderungen für die Orthopädietechnik. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, werden neue Entwicklungs-, Konstruktions- und Fertigungsparadigmen sowie -verfahren entwickelt werden, die speziell auf das im Hinblick auf die interdisziplinäre Ausrichtung und Arbeit am Menschen einzigartige Handwerk der Orthopädietechnik zugeschnitten sind. Im ZIM-Netzwerkprojekt SmartOT werden mit Hilfe optischer Verfahren anatomische Körperregionen digitalisiert und aus den hieraus gewonnenen Daten mit einer Software für organische Konstruktion parametrisierbare 3D-Modelle erstellt. Um diese Modelle zukünftig automatisiert an die patienten-individuellen anatomischen Gegebenheiten anpassen zu lassen, werden spezielle Algorithmen entwickelt und in Form sogenannter Dynabots jedem Modell zugrunde gelegt.

Entwicklung eines Verfahrens für die mechanische Prüfung und numerische Simulation von Ostheosynthese-Systemen unter realistischen und physiologischen Testbedingungen

Projektleiter: Prof. Dr. Felix Capanni
Projektlaufzeit: 01.06.2018 - 31.05.2021
Mittelgeber: Bund – BMWi
Programmname: ZIM

Projektbeschreibung:
In diesem Projekt wird ein Testverfahren für die numerische und mechanische Prüfung von Implantatsystemen entwickelt werden. Physiologisch realistische Lastkollektive wer- den über einen komplexen Algorithmus zur Klassifikation der Implantate anhand geeigneter messbarer Implantatparameter ermittelt, in Simulationen zur mechanischen Be- lastbarkeit sowie notwendigen geometrischen und materialtechnischen Dimensionen der Implantate überführt und über Prüfaufbauten zur physiologischen Testung der Implantatsysteme in statischen und dynamischen Belastungsfällen mit kombinierter Biege- und Torsionsbelastung verifiziert.

Entwicklung eines Verfahrens zur automatisierten Konstruktion, Auslegung und Fertigung patientenindividueller orthopädischer Hilfsmittel im 3D-Druck

Projektleiter: Prof. Dr. Felix Capanni
Projektlaufzeit: 01.04.2019 - 31.03.2021
Mittelgeber: Bund – BMWi
Programmname: ZIM

Projektbeschreibung:
Orthopädische Hilfsmittel werden als Sonderanfertigung durch das Orthopödiehandwerk größtenteils manuell hergestellt. Dies erfolgt u.a. mit Hilfe von Faserverbundwerkstoffen sowie unter Anwendung klassischer Fertigungsprozesse wie Tiefziehen. In diesem Projekt soll ein Verfahren für die Orthopädietechnik zur Konstruktion und Auslegung additiv gefertigter Hilfsmittel entwickelt werden. Hierfür wird ein hybrides Konstruktionsverfahren für Aufbau, Skalierung und Fertigung individualisierter Hilfsmittel erarbeitet. Die angeschlossene Fertigung soll im 3D-Druck erfolgen.
Im Teilprojekt der Technischen Hochschule Ulm wird ein intelligentes, biomechanisches Modell entwickelt, welches die Skalierung und Auslegung von Hilfsmitteln auf Basis weniger, vom Orthopädietechniker erhebbarer Parameter, erlaubt. Herausforderungen im Projekt sind die mathematische Modellierung biomechanischer Prozesse, wie beispielsweise unterschiedliche Hebelverhältnisse, die sich aus spezifischen physiologischen Merkmalen der Patienten ergeben.

Entwicklung eines intelligenten, vernetzten Sensorsystems für die Instrumentierung von Hilfsmitteln zur evidenzbasierten Fertigung und Optimierung am Beispiel einer Orthoprothese

Projektleiter: Prof. Felix Capanni, Prof. Michael Munz, Prof. Thomas Engleder
Projektlaufzeit: 01.04.2017 - 31.03.2019
Mittelgeber: Bund – BMWi
Programmname: ZIM

Projektbeschreibung:
Die Fa. Häussler ist Spezialist im Bereich der Herstellung orthetischer und prothetischer Hilfsmittel. In Zusammenarbeit mit der Hochschule Ulm plant das Unternehmen Häussler die Entwicklung eines mobilen, in das Hilfsmittel integrierbaren Sensorsystems. Dieses sogenannte instrumentierte Hilfsmittel soll die Erhebung aussagekräftiger Messdaten über die Nutzungsform und Aktivität des Trägers sowie der Belastungsverteilung im Hilfsmittel und am Stumpf des Patienten ermöglichen. Zudem soll die korrekte Interpretation des Gangbildes im Alltagsbereich ermittelt werden, um beispielsweise Belastungsspitzen zeitlich einordnen zu können. Durch die Instrumentierung der Hilfsmittel soll dem Orthopädie-Techniker erstmals die evidenzbasierte Entwicklung und Optimierung von Hilfsmitteln ermöglicht werden. Die Entwicklungs- und Optimierungsmaßnahmen sollen somit zukünftig nicht mehr rein auf der Erfahrung des Technikers und den subjektiven Eindrücken des Patienten beruhen.


Mikrocontroller basiertes LED-Implantat für die postoperative intrakraniale photodynamische Therapie von Glioblastomzellen, PDT-Implantat

Projektleiter: Prof. Dr. Felix Capanni

Projektlaufzeit: 01.06.2015 - 31.05.2018


Projektbeschreibung: Die chirurgische Behandlung von Glioblastomen (Hirntumor) durch intraoperative photodynamische Therapie (PDT) wird unterstützt und ergänzt durch weitere Therapien wie die externe Strahlen- und Chemotherapie. Allerdings ist die PDT auf die intraoperative Anwendung beschränkt und wird daher mit hoher Strahlungsintensität und kurzen Bestrahlungsintervallen durchgeführt. Trotz aggressiver Behandlung mittels der genannten therapeutischen Verfahren ist ein Tumorrezidiv innerhalb von 12 Monaten zu erwarten.

Das Vorhaben verfolgt ein Microcontroller gesteuertes, intrakranielles Implantat für die adjuvante PDT von postoperativ an der Resektionswand verbleibenden Glioblastomzellen. Das Implantatsystem soll vollkommen implantierbar ausgeführt werden und im Wesentlichen aus zwei Komponenten bestehen. Dem Implantat, welches im Anschluss an die Tumorresektion in der Resektionshöhle platziert werden soll sowie der Steuereinheit, verantwortlich für die Energieversorgung und Bestrahlungssteuerung des Implantats. Das Implantat soll mit Leuchtdioden (LEDs) der für die PDT spezifischen Wellenlängen 280 nm und 635 nm ausgestattet werden.


Aktive Orthopädietechnik für die obere Extremität, Orthoprothese-EXIST

Projektleiter: Prof. Dr. Felix Capanni

Projektlaufzeit: 01.10.2015 - 30.09.2017


Projektbeschreibung:

Das Konzept für die Orthese beinhaltet einen alltagsfähigen Exoskelett-Handschuh mit Smartphone-Applikation, dessen Finger über Seilzüge von einer Antriebseinheit ausgehend bewegt werden. Die zugehörige Software erlaubt dem Patienten eine Nutzung der Orthese in den Modi „Reha“ und „Alltag“. Die Möglichkeiten reichen von einfacher Mobilisierung der Fingergelenke mit zugehöriger Muskulatur, über Training von Kraft und Feinmotorik (Reha-Modus), bis hin zum Einsatz als Bewegungsunterstützungssystem bei bleibenden Beeinträchtigungen (Alltags-Modus). Die entsprechenden Modi und patientenspezifischen Einstellungen können via Smartphone-Applikation durch den Therapeuten oder den Patienten selbst festgelegt werden. Der Entwicklungsschwerpunkt liegt auf einem unauffälligen, kompakten Design, durch Patienten und Therapeuten intuitiv bedienbar. Derzeit sind den Gründern keine Produkte mit vergleichbarem Funktionsumfang bekannt.


Entwicklung eines lastadaptierten Orthoprothesensystems zur Individualver-sorgung von vorfußamputierten Patienten mit hohem Mobilitätsanspruch, Orthoprothese - ZIM

Projektleiter: Prof. Dr. Felix Capanni

Projektlaufzeit: 01.04.2015 - 31.03.2017


Projektbeschreibung:

Die Projektpartner entwicklen ein innovatives Konzept zur standardisierten Anpassung und Herstellung von Schaft- und Sohlenpassteilen für die Prothesen- und Orthesenversorgung vorfussamputierter Patienten mit hohem Mobilitätsgrad (MOB 3-4). Hierfür soll eine Datenbank mit charakteristischen Belastungskollektiven basierend auf sportlichen Aktivitäten (z.B. Wandern, Radfahren, Volleyball, etc.) aufgebaut werden. Basierend auf den gewonnenen Referenzdaten soll die Entwicklung von an den Patienten angepassten Schaft- und Sohlenpassteilen erfolgen. Die mechanische Prüfung der Orthoprothesen soll auf einem speziell entwickelten und angefertigten Prüfstand erfolgen. Des Weiteren soll ein mobiles Bewegungsanalysesystem zur Gangbildanalyse und häuslichen Gangbildkontrolle entwickelt werden. Die Validierung und Verifikation des Systems erfolgt in enger Zusammenarbeit mit Orthopädietechnikern und Physiotherapeuten.

Veröffentlichungen

2023

Dötzel, Eugen; Capanni, Felix:
Eine klinische Studie zur Untersuchung der Biomechanik Vorfußamputierter beim Tragen einer individuell angepassten Carbonprothese sowie einer (Standard-)Silikonprothese,
in: Orthopädie-Technik; 74 (8), Bundesinnungsverband für Orthopädie-Technik, Orthopädie Technik (OT), 2023, Seiten 42-49
ISSN: 0340-5591

Halbauer, Christian; Capanni, Felix; Bertusch, Isabel; Paech, Andreas; Merkle, Tobias; Da Silva, Tomas:
Biomechanical testing of osteosynthetic locking plates for proximal humeral shaft fractures – a systematic literature review,
in: Biomed. Eng.-Biomed. Tech. vol. 68, no. 6, De Gryter, 2023, Seiten 553-561.
DOI: 10.1515/bmt-2023-0039
ISSN: 1862-278X

Spilz, Andreas; Munz, Michael:
Synchronisation of wearable inertial measurement units based on magnetometer data,
in: Biomedical Engineering / Biomedizinische Technik, Band 68, Heft 3, De Gruyter, 2023, Seiten 263-273.
DOI: doi.org/10.1515/bmt-2021-0329
ISSN: 1862-278X

2022

Halbauer, C.; Matyssek, S.; Boos, M.; Gregoire, J.; Capanni, F.:
Mechanische Untersuchung von additiv gefertigtem Polyamid 12 unter Berücksichtigung werkstoffbeeinflussender Faktoren aus dem Alltag orthopädischer Hilfsmittel,
in: Orthopädie Technik 05/22, Bundesinnungsverband für Orthopädie-Technik, Orthopädie Technik (OT), 2022, Seiten 84-88.
ISSN 0340-5591

Oppel, Heiko; Munz, Michael:
Intelligent Instrumented Belaying System in Sports Climbing,
in: Sensors and Measuring Systems; 21th ITG/GMA-Symposium, 2022, VDE, IEEE Xplore, 2022, Seiten 452 - 458.
ISBN: 978-3-8007-5835-7

Spilz, Andreas; Munz, Michael:
Automatic Assessment of Functional Movement Screening Exercises with  Deep Learning Architectures,
in: Sensors 2022, 23(1), MDPI, 2022, Seiten 21.
DOI: 10.3390/s23010005
ISSN: 1424-8220

Treff, Gunnar; Mentz, Lennart; Mayer, Benjamin; Winkert, Kay; Engleder, Thomas; Steinacker, Jürgen:
Initial Evaluation of the Concept-2 Rowing Ergometer's Accuracy Using a Motorized Test Rig,
in: Frontiers in Sports and Active Living, 25. January 2022, frontiers, 2022, Seiten 83-93.
DOI: 10.3389/fspor.2021.801617
ISSN: 2624-9367

2021        

Golla, Carolin; Bilal, Mayas; Dwucet, Annika; Bader, Nicolas; Anthonymuthu, Jenson; Heiland, Tim; Pruss, Maximilian; Westhoff, Mike-Andrew; Siegelin, Markus David; Capanni, Felix; Wirtz, Christian Rainer; Kast, Richard Eric; Halatsch, Marc-Eric; Karpel-Ma:
Photodynamic Therapy Combined with Bcl-2/Bcl-xL Inhibition Increases the Noxa/Mcl-1 Ratio Independent of Usp9X and Synergistically Enhances Apoptosis in Glioblastoma,
in: Cancers 13, no.16: 4123, MDPI, MDPI (Open Access), Basel, Schweiz, 2021, Seiten 17.
DOI: 10.3390/cancers13164123
ISSN: 2072-6694

Halbauer, Christian; Schorler, Hendrik; Liberto,Laura; Capanni, Felix:
Comparison of a standardized four-point bending test to an implant system test of an osteosynthetic system under static and dynamic load condition,
in: Biomedical Engineering / Biomedizinische Technik, Band 66, Heft 4, Peter Augat, Thomas M. Deserno, Jens Haueisen, Wilhelm Jahnen-Dechent, Stefan Jockenhoevel, Steffen Leonhardt, Gernot Plank, Klaus M. Radermacher, Erik Schkommodau, Thomas Stieglitz, De Gruyter, 2021, Seiten 6.
DOI: 10.1515/bmt-2020-0228
ISSN: 1862-278X

Kreuzer, David; Munz, Michael:
Deep Convolutional and LSTM Networks on Multi-Channel Time Series Data for Gait Phase Recognition,
in: Sensors 2021, 21(3), MDPI, MDPI, 2021, Seiten 15.
DOI: 10.3390/s21030789 
ISSN: 1424-8220

Krieger, Alexander; Matyssek, Steffen; Capanni, Felix:
Systematische Übersichtsarbeit zur Erstellung einer indikationsgerechten Auswahlguideline für die orthopädietechnische Versorgung mit Unterschenkelorthesen,
in: Orthopädie Technik, VERLAG ORTHOPÄDIE TECHNIK, VERLAG ORTHOPÄDIE TECHNIK, 2021, Seiten 11/21.
ISSN: 0340-5591

Oppel, Heiko; Munz, Michael:
Analysis of Feature Dimension Reduction Techniques Applied on the Prediction of Impact Force in Sports Climbing Based on IMU Data,
in: AI, 2021 2(4), MDPI, MDPI, 2021, Seiten 662-683.
DOI: 10.3390/ai2040040
ISSN: 2673-2688

Spilz, Andreas; Munz, Michael:
Novel Approach To Synchronisation Of Wearable IMUs Based On Magnetometers,
in: arXiv preprint, 2021, Arxiv, Arxiv, 2021, Seiten 14.
DOI: arXiv:2107.03147 

2020

  • Dötzel, E.; Gaashan, M.; Mager, F.; Sergi, D.; Steinacker, J.; Capanni, F.:
    Biomechanische Analyse richtungsändernder Bewegungen – Vergleich einer vorfußamputierten Probandin mit einer gesunden Kontrollgruppe,
    in: Orthopädie Technik, 04, 2019, Orthopädie Technik (Hrsg.), Orthopädie Technik, 2019, Seiten 30-39.
  • Herbert, Cornelia; Nachtsheim, Jan; Munz, Michael (2020): Analysis of Gait-Event-related Brain Potentials During Instructed And Spontaneous Treadmill Walking -- Technical Affordances and used Methods. Online verfügbar unter http://arxiv.org/pdf/2003.00783v1.
  • Herbert, Cornelia; Munz, Michael:
    Measuring Gait-Event-Related Brain Potentials (gERPs) during Instructed and Spontaneous Treadmill Walking: Technical Solutions and Automated Classification through Artificial Neural Networks,
    in: Applied Sciences, Vol. 10, Is. 16, MDPI (Hrsg.), MDPI AG, 2020, Seiten 16.
    DOI: 10.3390/app10165405
  • Mentz, Lennart; Engleder, Thomas; Schulz, Georg; Winkert, Kay; Steinacker, Jürgen; Treff, Gunnar:
    The Mechanical Rower: Construction, Validity, and Reliability of a Test Rig for Wind Braked Rowing Ergometers,
    in: Journal of Biomechanics, 106:109833, 2020, ELSEVIER (Hrsg.), Elsevier, 2020, Seiten 5.
    DOI: 10.1016/j.jbiomech.2020.109833, ISSN: 0021-9290 / eISSN: 1873-2380
  • Gebel, Daniel; Munz, Michael; Janotte, Julia; Engleder, Thomas; Helfrich, Jörg:
    Anparallenergie bei Sportkletterstürzen,
    in: bergundsteigen - Zeitschrift für Risikomanagement im Bergsport, 111, 2020, Österreichischer Alpenverein Innsbruck (Hrsg.), 2020, Seiten 92–101.
  • Matyssek, S.; Capanni, F.:
    Entwicklung eines mobilesn Sensorsystems für orthopädische Hilfsmittel,
    in: Orthopädie Technik, Orthopädie Technik (Hrsg.), 2020, Seiten 58-62.

    2019


  • Lea Paul, Christoph Hummel, Julia Janotte, Flo Hellberg, Michael Munz (2019): Untersuchungen zur Fehlertoleranz der Körpersicherung mit Tube. In: bergundsteigen - Zeitschrift für Risikomanagement im Bergsport (107), S. 24–33.
  • Munz, Michael; Engleder, Thomas (2019): Intelligent Assistant System for the Automatic Assessment of Fall Processes in Sports Climbing for Injury Prevention based on Inertial Sensor Data. In: Current Directions in Biomedical Engineering 5 (1), S. 183–186. DOI: 10.1515/cdbme-2019-0047 .
  • Munz, Michael; Wolf, Nicolas (2019): Simulation of Breathing Patterns and Classification of Sensor Data for the early detection of impending Sudden Infant Death. In: Current Directions in Biomedical Engineering 5 (1), S. 401–404. DOI: 10.1515/cdbme-2019-0101 .
  • Spilz, Andreas; Engleder, Thomas; Munz, Michael; Karge, Marius (2019): Development of a smart fabric force-sensing glove for physiotherapeutic Applications. In: Current Directions in Biomedical Engineering 5 (1), S. 513–515. DOI: 10.1515/cdbme-2019-0129 .

    2017

  • Schorler, Hendrik, Capanni, Felix, Gaashan, Muneer, Wendlandt, Robert, Jürgens, Christian, Schulz, Arndt-Peter Bone plates for osteosynthesis - a systematic review of test methods and parameters for biomechanical testing. In: Biomedizinische Technik. Biomedical Engineering. - 2017 May 24. - Jg. 62(3). - S. 235-243.
    Doi: https://doi.org/10.1515/bmt-2015-0219,  2017.
  • Bader, Nicolas, Capanni, Felix, Halatsch, Marc-Eric, Kast, Richard Erik, Peschmann, Christian A novel treatment approach after glioblastoma resection: microcontroller-based surgical implant with light-emitting diods for postoperative irradiation of glioblastoma cells In: Biomedical Engineering/Biomedizinische Technik. - 2017. - 62(s1). - S. 301-303. ISSN: 0013-5585. - DOI: https://doi.org.10.1515/bmt-2017-5059, 2017.
  • Dötzel, Eugen, Capanni, Felix, Engleder, Thomas, Steinacker, Jürgen Gait biomechanics of patients with forefoot amputation using a customized carbon fiber prosthesis In: Jahrestagung der Biomedizinischen Technik und Dreiländertagung der Medizinischen Physik. - Dresden I. - 10.-13. September 2017, 2017
  • Gaashan, Muneer, Engleder, Thomas, Capanni, Felix Simulation and development of a patient-specific carbon fiber forefoot prosthesis using finite element method In: Jahrestagung der Biomedizinischen Technik und Dreiländertagung der Medizinischen Physik, 2017. - Dresden, 10.-13.9.2017, 2017

    2015

  • Maile, Kobel, Munz, Engleder, Steinacker, Capanni, F. (2015): 3D-based visual physical activity assessment of children. In: Current Directions in Biomedical Engineering 1 (1), S. 462–465. DOI: 10.1515/CDBME-2015-0111 .















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