Projekte
Um in unseren Kernkompetenzen auf dem neusten Stand zu bleiben, sind wir in Projekten mit verschiedenen renommierten Hochschulen aktiv.
5G-FORUM – 5G based Flexible OR Use and Monitoring
Eine große Herausforderung in der Digitalisierung der Kliniken ist die wachsende Zahl an Medizingeräten, Bedienelementen und kabelgebundenen Schnittstellen. Drahtlose, intelligente Medizingeräte könnten mit 5G Campusnetzen endlich den klinischen Bedarf decken, da sie eine sichere, echtzeitfähige und zuverlässige Datenübertragung ermöglichen sowie genügend Bandbreite für z.B. Live-Videostreaming aufweisen. Der mit 5G nutzbare mmWave-Frequenzbereich gilt zudem bzgl. der elektromagnetischen Störung als unbedenklich und sorgt für eine räumliche Begrenzung der drahtlosen Kommunikation, was inhärente Sicherheit bedeutet. Mit dem herstellerunabhängigen Kommunikationsstandard ISO IEEE 11073 SDC wird zudem der Datenaustausch über Medizingeräte einheitlich ermöglicht, was die Interoperabilität erhöht und somit effektivere, effizientere und sichere Abläufe im OP ermöglicht. Im Projekt sollen die Potentiale der 5G Technologie für die modulare intraoperative echtzeitfähige Kommunikation im OP untersucht und im Anschluss in Form von Demonstratoren in Frankreich und Deutschland umgesetzt werden.
Der Demonstrator in Aachen zeigt einen neurochirurgischen Use-Case, in dem ein navigiertes Chirurgie-System Daten über 5G mit hoher Zuverlässigkeit und geringer Latenzzeit übertragen muss. Dazu gehört eine 3D-Tracking-Kamera, die die Position chirurgischer Werkzeuge erfasst und diese in Echtzeit an eine
Planungssoftware übermittelt. Das visuelle Feedback ermöglicht es dem Chirurgen ein Instrument minimalinvasiv zu steuern. Dieser Use-Case wird in einem weiteren Schritt auf die robotische und teleoperative Chirurgie ausgeweitet, in welcher die Tracking-Daten zur Steuerung eines Roboter-Endeffektors verwendet werden.
Der französische Demonstrator fokussiert sich auf datenintensive Mehrwertdienste wie Video-Livestreaming auf Datenbrillen, drahtlose Steuerung, Entscheidungsunterstützung und Workflowoptimierung.
Diese 5G Anwendungsszenarien werden risikoanalytisch (System und MMI) im Hinblick auf eine Zulassung betrachtet, um eine Basis für die Markteinführung von 5G Medizingeräten zu schaffen. Die Ergebnisse werden direkt in die SDC Ergänzungsnormen (IEEE P11073-1072x) eingebracht.
Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.
MOMENTUM – Mobile Medizintechnik für die integrierte Notfallversorgung und Unfallmedizin
Das Gesamtziel des Vorhabens umfasst die Entwicklung von integrierter Medizintechnik, welche entlang der Prozesskette, nicht nur im Klinikum (bspw. Schockraum, OP, Intensivstation), sondern bereits präklinisch mobil eingesetzt werden kann, wie z.B. am Einsatzort oder im Rettungswagen. Dabei werden vernetzte Medizintechnik- und IT-Systeme in einer gemeinsamen Kommunikationsinfrastruktur über heterogene Kommunikationstechnologien hinweg integriert und stellen ihre Funktionalitäten über eine gemeinsame Infrastruktur zur Verfügung. Hierbei können neue Kommunikationstechnologien wie die 5. Mobilfunkgeneration (5G) und deren Weiterentwicklung in öffentlichen wie privaten Netzen (im Krankenhaus oder am Einsatzort) einen wesentlichen Baustein für eine durchgehende Vernetzung von Medizintechnik darstellen. Durch die digitale Vernetzung des mobilen Point-of-Care mit medizintechnischen Diagnose- und Therapiesystemen, ergibt sich eine wesentliche Verbesserung des mobilen Behandlungsszenarios und ist im Sinne einer flexiblen und individualisierten Behandlungsoptimierung wünschenswert. Bereits am Behandlungsort kann so auf medizinische Ressourcen, Technologien und Informationen des Krankenhauses zurückgegriffen aber auch Informationen an das Klinikum übermittelt werden. Dies ermöglicht nicht nur eine präzisere diagnostische Bewertung der patientenspezifischen Situation, sondern auch eine weitaus höhere Präzision bei der frühzeitigen Erstbefundung vor Ort. Durch die bilaterale Verfügbarkeit von klinischen Informationen am Unfallort also auch von präklinischen Daten im Schockraum, kann die Patientenbehandlung verbessert und effizienter gestaltet werden. Darüber hinaus können Bewertungen zum weiteren Vorgehen der Behandlung auf diese Weise bereits vor dem Eintreffen des Patienten koordiniert und im Krankenhaus nahtlos fortgesetzt werden. Der Einsatz neuer Kommunikationstechnologien integriert die gesamte Notfallversorgung von Einsatzort bis zur Versorgung im Krankenhaus und führt zu einer Erhöhung der Mobilität in der Patientenbehandlung mit einer verbesserten Ressourcenauslastung und einem geringeren Ressourcenbedarf.
Projektwebseite: https://momentum-5g.net
Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.
5G-COMPASS
Ziel der SurgiTAIX im Projekt 5G-COMPASS ist es, aktuelle und zukünftige Kommunikationstechnik in die medizin(-technische) Versorgung zu integrieren. Zum Erreichen dieses Zieles müssen sowohl Medizingerätehersteller als auch Hersteller von Kommunikationstechnik bei der Entwicklung ihrer Produkte unterstützt werden. Im Projekt wird dazu beispielhaft eine OP-Leuchte entwickelt, welche mit unterschiedlichen Netzwerktechnologien (LiFi, WiFi, Ethernet) gesteuert werden kann. Damit wird eine Testung der Kommunikationstechnik in einer realistischen Umgebung ermöglicht. Dazu wird auf die langjährige Expertise im Bereich der Modellierung und Integration medizintechnischer Systeme zurückgegriffen, insbesondere in einer offen vernetzten OP-Umgebung.
Auf Ebene der Nachrichtentechnik ist die SurgiTAIX Anwender der Kommunikationstechnik, arbeitet eng mit den Partnern aus der Nachrichtentechnik im Projekt zusammen und bringt Anforderungen und Erfahrungen aus dem Bereich der medizinischen Anwendungen ein. Auf Seiten der Medizintechnik wird intensiv mit den Partnern KLS-Martin und ICCAS zusammengearbeitet. Die Ergebnisse werden im LivingLab des ICCAS implementiert und getestet.
SensEMI – Implantierbares Sensorsystems als Osteosynthese-Monitor
Motivation
Laut International Osteoporosis Foundation entstehen allein in sechs Ländern (Frankreich, Deutschland, Italien, Spanien, Schweden, Großbritannien) etwa 2,7 Millionen Frakturen jährlich. Die zunehmende Alterung der Bevölkerung verstärkt diese Zahl bis ins Jahr 2030 um schätzungsweise 23%, so dass die Gesundheitskosten für die Behandlung von Knochenbrüchen bis 2030 auf 47 Milliarden Euro jährlich beziffert werden. Hinzu kommen Frakturen infolge exzessiver einmaliger Krafteinleitung (Sturz, Schlag etc.). Die Aktivität der betroffenen Patienten ist zunächst sehr begrenzt und nimmt über den Heilungsverlauf allmählich zu. Die Bestimmung des Heilungsfortschritts ist jedoch entscheidend für die zielgerichtete klinische Handlungsempfehlung. In den meisten Fällen wird das Stadium der Frakturheilung vom Arzt mit Hilfe von Röntgenbildern beurteilt. Insbesondere die radiographische Bildgebung besitzt Nachteile wie den Bedarf an teurer Spezialausrüstung, Personal und der Exposition des Patienten gegenüber ionisierender Strahlung. Darüber hinaus sind die Ergebnisse vielfach zu unspezifisch, nicht quantitativ, und häufig inkonsistent.
Projektziel
Im Rahmen des SensEMI-Vorhabens wird die Eignung eines innovativen implantierbaren mikroelektronischen low-power Sensorsystem auf der Grundlage der elektromechanischen Impedanz im Ultraschallfrequenzbereich erforscht, um Heilungsprozesse bei Knochenbrüchen kontinuierlich zu überwachen (Osteosynthese-Monitor). Hierbei ist die Healing-Sensing-Technologie unmittelbar mit einer Standardorthopädieschraube verbunden. Die Daten werden per akustischer Datenübertragung zunächst an ein Kommunikationsmodul gesendet und von dort aus zu einem mobilen Endgerät bzw. Krankenhausinformationssystem. Damit kann der Arzt sehr einfach, komfortabel und ohne Einsatz ionisierender Strahlung den Heilungsfortschritt beurteilen.
Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.
CLOUD56 – Skalierbare Cloud-Architektur für 5G/6G RAN und Applikationen in der Industrie
CLOUD56 ist ein industrielles Forschungsprojekt, das die Grenzen der Netztechnologie neu definiert. In diesem Projekt wird erstmals die Virtualisierung des Radio Access Network (CloudRAN) und industrielle Applikationshardware auf einer gemeinsamen Plattform vereint. Dieser innovative Ansatz ermöglicht eine Vielzahl von Vorteilen, darunter eine erhöhte Verfügbarkeit und Energieeffizienz, eine verbesserte Skalierbarkeit und Wartbarkeit sowie eine dramatische Beschleunigung von 5G/6G-Implementierungen.
Es werden verschiedene Architekturen als On-Premise-Lösungen modelliert und implementiert, um kurze Antwortzeiten für zeitkritische Anwendungen sicherzustellen. Dabei steht die Zusammenarbeit mit Unternehmen aus verschiedenen Branchen im Fokus, darunter die Produktion, das Gesundheitswesen und die Bauproduktion. Die entwickelte Infrastruktur wird in umfangreichen Studien eingehend analysiert, um ihre Performance, Sicherheit, Skalierbarkeit, Übertragbarkeit auf andere Plattformen und die Möglichkeit zur Integration zukünftiger 6G-Funktionen zu bewerten.
6G-Health
Gesamtprojekt:
Das Projekt 6G-Health führt die Domänen Nachrichtentechnik, Medizintechnik mit medizinischen und technischen Endanwendern zusammen, um passgenaue Technologieentwicklung im Bereich der sechsten Generation Mobilfunk (6G) zu ermöglichen. Dabei werden nicht nur konkrete 6G-Technologiekomponenten entwickelt, sondern auch Markteintrittsbarrieren frühzeitig identifiziert und mögliche Gegenmaßnahmen entwickelt. Dazu zählen vor allem die Aspekte Zulassung, Betrieb und Standardisierung. Technischer Kern sind Entwicklungen im Bereich der Integration von Sensorik in 6G, die Entwicklung von Technologien für eine erweiterte Netz-Intelligenz sowie Konzepte und Technologien für eine intelligente Verteilung von Rechenressourcen und einer effizienten Vorverarbeitung der Daten auf verschiedenen Ebenen der Infrastruktur. Aus medizinischer Perspektive werden stellvertretenden Anwendungen aus drei Bereichen bearbeitet: Die Erfassung von Biosignalen direkt am Patienten und deren Übertragung, die Nutzung und Verarbeitung von Daten und Informationen zur Verbesserung einer kollaborativen Arbeitsumgebung sowie Anwendungen von 6G im Bereich Smart Hospital mit dem Ziel innerklinische Prozesse zu erfassen und zu optimieren.
Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.
Liste der abgeschlossenen Projekte
OPRA
Entwicklung einer minimal invasiv positionierbaren, mikrosystemisch skalierten und einfach einsetzbaren Stabilisierungs-Mikrokonstruktion für gehörverbessernde passive Mittelohr-Prothesen (TORP und PORP). Die im OPRA-Projekt zu entwickelnde Ohrprothesenankopplung soll unter anderem mit funktional verschiedenen beschichteten Kontaktflächen versehen werden, die in Teilen auch bioaktiv wirksam sein sollen, die SurgiTAIX AG entwickelt die notwendige chirurgisch technische Applikationstechnologie. Außerdem werden im Rahmen des Projektes die Risikoanalyse und das Projektmanagement für OPRA von der SurgiTAIX AG durchgeführt. Eine Zulassung als Medizinprodukt ist nach erfolgreicher Bearbeitung des Projektes angestrebt.
OR.NET – Sichere dynamische Vernetzung in Operationssaal und Klinik
Die steigende Zahl von computergestützten Geräten und Instrumenten führt aktuell zu dem Bedarf, Systeme und Softwarelösungen in eine gesamtheitliche IT-Infrastruktur eines Operationssaals bzw. einer Klinik zu integrieren. Die große Vielfalt der Geräte und der mit diesen einhergehenden Informationen kann im Rahmen dieses Verbundes durch eine dynamische Vernetzung und Konvergenz zu neuen und innovativen Funktionen integriert werden. Dabei werden auch innovative Ansatzpunkte für zukünftige Entwicklungen aufgezeigt. Basierend auf in Vorgängerprojekten entwickelten Ansätzen zur modularen und dynamischen Vernetzung von Medizinprodukten im OP und basierend auf dem Paradigma einer serviceorientierten Architektur (SOA), ist das Ziel des Projektes, die Entwicklung von zertifizierbaren, dynamischen, herstellerunabhängigen Vernetzungsmöglichkeiten bestehender und zukünftiger Geräte sowie Softwarelösungen im medizinischen Umfeld. Hierzu werden die bestehenden Ansätze im Hinblick auf Plug&Play-Vernetzung unter Berücksichtigung der Aspekte der Zulassungsfähigkeit und des Risikomanagements weiterentwickelt und projektbegleitend in kommerzielle Medizinprodukte der KMU-Projektpartner exemplarisch und technisch umgesetzt.
Das Ziel des Projektes ist es, im vorwettbewerblichen Bereich der medizintechnischen Forschung und Entwicklung, grundlegende Konzepte für die sichere dynamische Vernetzung von Komponenten in OP-Saal und Klinik zu erarbeiten, zu evaluieren und in Normierungsaktivitäten zu überführen. Speziell die automatische dynamische Vernetzung computergesteuerter Medizingeräte im OP untereinander und die Interaktion dieser Geräte mit medizinisch zugelassener Software ist eine besondere Herausforderung an die Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) im medizinischen Applikationsumfeld. Eine Erprobung derartiger Konzepte durch die beteiligten Hersteller und Betreiber sowie durch die Standardisierung wird einen Schub für neuartige Methoden und Einsatzgebiete von Informations- und Kommunikationstechnologien im Operationssaal der Zukunft geben.
Im Projekt OR.NET arbeiten Anbieter integrierter Operationssäle mit Herstellern von Medizinprodukten wie Medizingeräte und Medizintechnik-Komponenten sowie (IT-)Dienstleister und Softwarehersteller zusammen. Unterstützt werden sie von zahlreichen Forschungsinstituten, sowie Kliniken. Von den klinischen Partnern werden sowohl Fachkliniken als auch Klinik-IT-Abteilungen und Gerätebetreiber in das Projekt eingebunden werden. Um die Projektergebnisse deutschlandweit und darüber hinaus bekannt zu machen, wird sich das Projekt OR.NET aktiv in die Standardisierung und Normierung einbringen und hierbei von den entsprechenden Gremien und regulierenden Stellen unterstützt. Aus dem Projekt ist der Verein OR.NET e.V. (http://www.ornet.org/) hervorgegangen, der die Projektziele auch nach Projektende weiter verfolgt.
Im Projekt beteiligten sich über 50 Partner. Darunter 2 Anbieter integrierter Operationssäle, 7 Hersteller von Medizingeräten und Medizintechnik-Komponenten, 8 IT Dienstleister, 16 Forschungsinstitute, 10 Fachkliniken, 3 Klink-IT-Abteilungen und Betreiber und 4 Intitutionen für Standardisierung, Normung und Zulassung.
Das Projekt OR.NET wurde gefördert durch:
smartOR – Innovative Kommunikations- und Netzwerkarchitekturen für den modular adaptierbaren integrierten OP-Saal der Zukunft
smartOR ist ein Verbundvorhaben im Rahmen des BMWi Förderprogramms „
autonomik“. Im Mittelpunkt der Forschungs- und Entwicklungsarbeit steht die Entwicklung einer innovativen Kommunikations- und Netzwerkarchitektur für den modularen adaptierbaren integrierten OP-Saal der Zukunft. Insgesamt 14 Partnereinrichtungen erarbeiten die innovativen Aspekte und Module des smartOR-Systems. Bis Anfang 2013 soll eine Demonstratorplattform zur Evaluierung und Demonstration der Technologien verfügbar sein.
Ziel des Projektes ist die Entwicklung innovativer Konzepte für eine modulare, flexible Integration von Operationssystemen auf Basis von Internet-Technologien. Dies betrifft insbesondere die modulare Vernetzung von Bildgebung, computergestützter Navigation, mechatronischen Instrumenten und Monitoring. Im Projekt soll die technische Umsetzbarkeit von vernetzen Medizinsystemen mit Hersteller übergreifenden offenen Standards unter Gewährleistung eines effektiven Risikomanagements sowie einer effizienten Mensch-Maschine-Interaktion gezeigt werden. Hierzu sind existierende Standards technisch weiter zu entwickeln und an innovative Technologien zu adaptieren. Durch die Analyse und Modellierung von spezifischen klinischen Arbeitsabläufen (Workflows) in unterschiedlichen chirurgischen Disziplinen, wird eine dynamische Adaption des Systems an sich ändernde Umgebungsbedingungen und Anforderungsprofile möglich. In einer Demonstrationsumgebung sollen die erwähnten Aspekte exemplarisch umgesetzt, evaluiert und verifiziert werden. Die Entwicklung geeigneter Konzepte und Lösungen zur Erhöhung der Benutzerfreundlichkeit und ‑akzeptanz sind weitere Arbeitsschwerpunkte. Essentieller Aspekt innovativer Gestaltungskonzepte für den OP der Zukunft ist die Entwicklung praxistauglicher Beiträge zur internationalen Standardisierung im Bereich des Risikomanagements von IT-Netzwerken in der Medizin. Forschungsinstitute, Kliniken und industrielle Partner werden die smartOR-Demonstrationsumgebung als experimentelle Entwicklungsplattform, zur Validierung der entwickelten Konzepte, für Ausbildung und Training sowie für eine erfolgreiche zukünftige Vermarktung nutzen.
Das smartOR-Konsortium setzt sich Forschungseinrichtungen, Industrieunternehmen und Verbänden zusammen:
Als Forschungseinrichtungen kooperieren
- der Lehrstuhl für Medizintechnik (mediTEC) im
Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik der RWTH Aachen - der Lehrstuhl für Medizinische Informationstechnik (medIT) im Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik der RWTH Aachen
- das Innovation Center Computer Assisted Surgery (ICCAS) der Universität Leipzig
mit den Industriepartnern
- LOCALITE GmbH
- Richard Wolf GmbH
- SurgiTAIX AG
- Synagon GmbH
und dem VDE/DGBMT
Des weiteren unterstützen Kliniken der Regel- und Maximalversorgung das Projekt als assoziierte Projektpartner.
Das Projekt smartOR wird gefördert durch:
RapidGEN – Personalized Modeling and Rapid Manufacturing of Individual Knee Implants
Bisher sind Individualimplantate aufgrund der zusätzlich notwendigen CT-Bildgebung und der aufwendigen konventionellen Fertigung relativ teuer. Neben der Problematik der Strahlenbelastung ist eine patientenindividuelle biomechanische Modellierung und eine generative Fertigung bisher für die klinische Routine zu aufwendig, wodurch das Potential einer personalisierten Implantatauslegung und Fertigung nur unzureichend genutzt werden kann.
Das Projekt RapidGEN hat sich zum Ziel gesetzt, mittels patientenspezifisch zugeschnittener Endoprothesenversorgung im Bereich des Kniegelenks einen höheren Benefit für die Patienten selbst sowie unter sozio-ökonomischen Gesichtspunkten eine Kostenentlastung des Gesundheitssystems durch einen verbesserten therapeutischen Outcome zu erzielen.
Durch die Zusammenführung und Kombination von innovativen Techniken und die Implementierung in einen Gesamtworkflow soll möglichst schnell der Transfer in die klinische Umgebung gewährleistet werden. Die Vorteile liegen auf der Hand: Durch die Anwendung einer optimierten 3D Bildgebung und bildbasierten modellunterstützten Planung von personalisierten Implantaten könnte nicht nur die Problematik der Strahlenbelastung umgangen, sondern auch die individuelle Weichgewebesituation besser berücksichtigt und damit das volle Potential von individuellgestalteten Knieimplantaten erschlossen werden. Durch eine effiziente Fertigung und Qualitätsicherung sowie eine Zeit ‑und Kosteneffiziente chirurgische Implementierung und verbessertes therapeutisches Ergebnis können Kosten maßgeblich reduziert werden.
Projektpartner
- Lehrstuhl für Medizintechnik, Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik, RWTH Aachen (Projektkoordinator)
- Lehrstuhl für Lasertechnik, RWTH Aachen
- Institut für Werrkstoffanwendungen im Maschinenbau, RWTH Aachen
- Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie – Schwerpunkt Orthopädie, RWTH Aachen
- Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, RWTH Aachen
- Realizer GmbH, Borchen
- SurgiTAIX AG, Herzogenrath
- ConforMIS Inc., Burlington, USA (assoziierter Partner)
Projektlaufzeit Juli 2012 – Juni 2014
Das Projekt RapidGen wird vom Land Nordrhein-Westfalen und von der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung gefördert.
nephroProtect – Das Organtransportsystem
Die Nierenschädigung gehört zu einer der häufigsten Komplikationen in der Tumor‑, Gefäß- und Transplantationschirurgie wodurch Patienten zusätzlich zu ihrer eigentlichen Grunderkrankung beeinträchtigt werden. Ursächlich hierfür ist eine fehlende oder Minderperfusion der Nieren. Die Behandlung derartiger Schäden führt zu erheblichen zusätzlichen Kosten im Gesundheitssystem. Mit einem Organperfusionssystem kann eine adäquate intra- oder extrakorporale Organperfusion aufrecht erhalten werden. Ein modularer Aufbau des Systems ermöglicht ein breites Einsatzspektrum auf dem Gebiet der Chirurgie bei gleichzeitiger kosteneffizienter Nutzung durch den Anwender.
Das Projekt ist ein Gemeinschaftsunternehmen von vier KMU und drei Forschungseinrichtungen aus drei Bundesländern. Diese Partner werden im Rahmen des beantragten ZIM-Verbundprojektes ihre jeweiligen Kernkompetenzen in einem „Kompetenzteam Organperfusion“ zusammenführen, um ein derartiges Perfusionssystem für Nieren zu entwickeln. Alle Projektpartner erschließen sich neue Forschungs- und Technologiefelder sowie potentiell neue Absatzmärkte.
Das Projekt nephroProtect wird gefördert durch:
INKA – Med.in.NRW – Integrierte Kopfchirurgische Arbeitsstation
Ziel des Projektes ist die Entwicklung, Realisierung und Evaluierung einer INtegrierten Kopfchirurgischen Arbeitsstation (INKA) mit modular aufeinander abgestimmten Komponenten der Bildgebung und ‑integration, mit hybrider Positionssensorik und Navigation sowie mit mechatroni- schen Halte- und Assistenz- systemen und standardisierten Schnittstellen zwischen technischen Modulen sowie zur Mensch-Maschine-Kommunikation. Applikationen im Bereich Neurochirurgie und Hals-Nasen-Ohren-Chirurgie stehen im Fokus der Entwicklung. Neben innovativen Einzelkomponenten wie u.a. einem planungsgesteuerten automatischen Halte- und Assistenzsystem, einer minirobotischen Endeffektorsteuerung für Endoskopmanipulation und Fräsarbeiten sowie hybriden Lokalisations- und Navigationsmodulen, werden neuartige Lösungen für die Problematik des Datenaustauschs und des Risikomanagements integrierter modularer Chirurgiesysteme in einem modularen innovativen Gesamt-Produktkonzept der beteiligten KMUs umgesetzt.
Projektlaufzeit: März 2010-Dezember 2012
Projektpartner
- Lehrstuhl für Medizintechnik, Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik, RWTH Aachen (mediTEC)
- LOCALITE GmbH, Sankt Augustin
- SurgiTAIX AG, Aachen
Das Projekt INKA wird vom Land Nordrhein-Westfalen und von der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung gefördert.
SensoPaL – Med.in.NRW – Sensorintegrierte Patientenliege
Die zeiteffiziente und intuitive Handhabung ist für die fehlerfreie und robuste Erfassung von Vitalparametern und die positionsgenaue Navigation von Instrumenten im Rahmen von Diagnose und Therapie des individuellen Patienten von essentieller Bedeutung. Im Projekt wird ein innovatives sensorintegriertes Patientenlagerungssystem(SensoPaL) entwickelt, das eine kontaktfreie Aufnahme der elektrischen Herzaktivität sowie eine störungskompensierte magnetische Lageverfolgung (Tracking) von Instrumenten und Kathetern in der notfallmedizinischen, anästhesiologisch-intensivmedizinischen oder operativen Versorgung ermöglicht. Die Messwerterfassung beginnt verzögerungsfrei sobald der Patient auf der Lagerungsfläche liegt. Eine Entfernung von Bekleidung oder das Anbringen von Messelektroden wird vermieden. Das System wird kompatibel zu unterschiedlichen Patientenlagerungs- und Transportsystemen aufgebaut und auftretende Störfelder werden automatisch kompensiert.
Das Projekt SensoPaL wurde vom NRW-Wirtschaftsministerium als Projekt des Monats März 2010 ausgewählt (Link)!
Ein Videobeitrag zum Projekt ist beim NRW-Wirtschaftsministerium zu sehen: Link (ca.70 MB, der Beitrag zu SensoPaL beginnt bei ca. 3′18″).
Projektpartner
- Lehrstuhl für Medizintechnik, Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik, RWTH Aachen (mediTEC)
- Lehrstuhl für Medizinische Informationstechnik, Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik, RWTH Aachen (medIT)
- SurgiTAIX AG, Aachen
Das Projekt SensoPaL wird vom Land Nordrhein-Westfalen und von der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung gefördert.
Modular Validation Environment for Medical Device Networks (MoVE)
Projektziel
Die Integration und Vernetzung von Medizingeräten ist in den letzten Jahren ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Operationssäle geworden. Derzeit ist der Markt geprägt von geschlossenen Lösungen internationaler Hersteller, sodass der Marktzugang für kleinere und mittlere Medizintechnik-Hersteller deutlich begrenzt ist. Das Ziel des Projektes ist daher die Entwicklung von Methoden, die das Zulassungs- und Zertifizierungsverfahren sowie das Risikomanagement offen vernetzter Medizinprodukte in integrierten OP-Umgebungen unterstützt und somit auch KMUs einen Zugang zum Markt ermöglichen. Dazu wird eine Simulationsumgebung inklusive geeigneter Protokolle, Testszenarien und Testfelder entwickelt, die in der Lage ist, die Vernetzung von Medizingeräten und Softwarekomponenten zu testen und hinsichtlich verschiedener Parameter zu validieren.
Lösungsweg
Für die Entwicklung der Testplattform müssen realistische, Szenario-basierte Simulationen einer OP-Kommunikationslandschaft sowie Emulatoren für die Medizingeräte konzipiert werden. Basierend auf standardisierten Gerätebeschreibungen entwickeln Hersteller für ihr Gerät einen rein Software-basierten Emulator, um so die Produkte gegen die virtuelle Infrastruktur und die Geräte anderer Hersteller in einem größeren Verbund innerhalb einer Simulationsumgebung zu testen. Zudem soll im Projekt die Entwicklung von Strategien zur Unterstützung des Konformitätsbewertungsverfahrens für vernetzte offene Systeme auf Basis aktueller Standards weiterentwickelt werden. Dazu werden Leitfäden für Konformitäts‑, Inter- und Intraoperabilitätstests sowie für die modulare Risikoanalyse entwickelt, in dem die Risikoprofile aus Herstellersicht und aus Betreibersicht geprüft werden. In Kooperation mit Prüf- und Zertifizierungsinstituten sollen so automatisierte Testverfahren entwickelt werden, um den Zulassungsprozess für offen vernetzte Medizinprodukte zu unterstützen.
Rolle im Projekt
Die SurgiTAIX AG wird ein Testzentrum für die Industrie aufbauen. In diesem soll es Herstellern von Medizintechnikgeräten aus der Industrie ermöglicht werden, im Rahmen von Maßnahmen zur Qualitätssicherung und zur Erleichterung der Zulassung ihre Produkte in einem dreistufigen Testverfahren zu prüfen.
Das Clustermanagement im KMU NetC Projekt übernimmt der OR.NET e.V.
Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.
Zertifizierbare integrierte Medizintechnik und IT-Systeme auf Basis offener Standards in Operationssaal und Klinik (ZiMT)
Das Ziel der Initiative ist es, im vorwettbewerblichen Bereich der medizintechnischen Forschung und Entwicklung grundlegende Konzepte für die sichere dynamische Vernetzung von Komponenten in OP-Saal und Klinik auf Basis eines offenen Standards zu erarbeiten, zu evaluieren und mit derzeitigen nationalen und internationalen Normungsaktivitäten zu synchronisieren. Die Vernetzung computergesteuerter Medizingeräte im OP untereinander und die Interaktion dieser Geräte mit medizinisch zugelassener Software ist eine besondere Herausforderung an die Informations- und Kommunikationswirtschaft im medizinischen Applikationsumfeld.
Speziell ausgewählte NRW-Unternehmen sollen im Rahmen des Projekts ein integriertes OP-System inklusive zentraler (chirurgischer) Arbeitsstation entwickeln, dessen Konzepte bereits im vorherigen BMBF Leuchtturmprojekt OR.NET in Teilen entwickelt wurden. Diese Konzepte sollen nun erweitert und auf weitere Fachrichtungen bzw. klinische Partner übertragen werden. Ziel ist dabei die Etablierung eines NRW-Netzwerks zur nachhaltigen Weiterentwicklung und Verstetigung der verwendeten Technologien und Standards. Am Standort Aachen sollen projektrelevante (Produkt-)Entwicklungen erstmals zum Aufbau eines Referenz‑, Ausbildungs‑, Test- und Demo-Zentrums führen.
Das Konsortium
- SurgiTAIX AG (Konsortialführung)
- Lehrstuhl für Medizintechnik (mediTEC) der RWTH Aachen
- Localite GmbH
- steute Schaltgeräte GmbH & Co. KG
- Beger Design
- Klinik für Neurochirurgie, UK Aachen
- Klinik für Orthopädie, UK Aachen
- Klinik für Klinik für Hals‑, Nasen‑, Ohrenheilkunde und Plastische Kopf- und Halschirurgie, UK Aachen
Arbeitspakete
- OP-Vernetzung
- Mensch-Maschine-Interaktion
- Strategien und Methoden zur Unterstützung des Konformitätsbewertungsverfahrens für offen vernetzte Medizingeräte
- Standardisierung
- Demo‑, Test‑, Ausbildungszentren für offen vernetzte Medizingeräte
- Projektmanagement
Gefördert von
Selbstbalancierende mechatronische Rettungshilfe (SEBARES)
Jährlich werden allein in Deutschland 10 Mio. Menschen durch Rettungsdienste transportiert. Bei einem großen Anteil dieser Einsätze müssen die Patienten über Treppen bewegt werden, was für die Rettungsassistenten oft mit einer großen körperlichen Belastung und langen Einsatzzeiten verbunden ist. Die bereits vorhandenen Hilfsmittel sind oft aufgrund baulicher Gegebenheiten, mangelnder Dynamik oder unzureichenden Kompaktheit nur schlecht einsetzbar.
Im Projekt SEBARES wird eine neuartige mechatronische Rettungshilfe entwickelt, welche mit einem innovativen Konzept hohe Mobilität, Kompaktheit und Geschwindigkeit beim Transport von Patienten durch Treppenhäuser ermöglichen soll. In Kombination mit einem geeigneten Patientenstuhl und einer Aufnahme in Rettungsfahrzeuge ist dieses System universell einsetzbar und reduziert den körperlichen Aufwand beim Patiententransport erheblich. Es trägt so maßgeblich zur Gleichstellung körperlich benachteiligter Mitarbeiter im Rettungs- und Krankentransportwesen bei und ermöglicht den schnellen und einfachen Transport auch bei schwer zugänglichen baulichen Gegebenheiten.
Dieses Vorhaben wurde aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.
Die Forschungsarbeit wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung finanziell unterstützt.
Das Konsortium
- SurgiTAIX AG (Konsortialführung)
- Lehrstuhl für Medizintechnik (mediTEC) der RWTH Aachen
- Stollenwerk & Cie. GmbH
- Rettungsdienst Kreis Düren (RDKD) (Assoziierter Partner)
Arbeitspakete
- Anforderungsanalyse und Lastenheft
- Pflichtenheft und Machbarkeitsanalyse
- Regelungsentwurf
- K+E Rettungsstuhl
- Entwicklung eines geeigneten Antriebs
- Entwicklung der Sekundärkinematik
- Konstruktion des Trageapparats
- Projekt/-und Qualitätsmanagement
Gefördert von
OntoMedRisk
Medizinisches Personal arbeitet oft unter großer physischer und psychischer Belastung. Dabei trifft es wichtige Entscheidungen, bei denen Fehler nie gänzlich ausgeschlossen werden können. Besonders kritische Situationen entstehen bei der fachübergreifenden Zusammenarbeit und wenn komplexe Medizintechnik für Operationen sowie für deren Vorbereitung und Nachsorge, dem so genannten perioperativen Umfeld, eingesetzt wird. Daneben können das Übersehen kritischer Laborwerte oder eine unvollständige Anamnese eine falsche Behandlung zur Folge haben.
In „OntoMedRisk“ soll deshalb ein Softwarewerkzeug entwickelt werden, um prozessübergreifend Risiken erkennen und Fehler im perioperativen Umfeld vermeiden zu können. Der Mehrwert des angestrebten Ergebnisses liegt vor allem in der übergreifenden Beobachtung, Erfassung und Rückmeldung relevanter Informationen. Anstatt nur auf Risiken innerhalb eines einzelnen Behandlungsschritts einzugehen, soll der Patient von der Aufnahme bis hin zur Entlassung aus dem Krankenhaus begleitet werden. Auf diesem Wege sollen vor allem perioperative Daten erfasst und Entscheidungen an kritischen Punkten mittels zu entwickelnder Regelsysteme unterstützt werden.
Die Softwarelösung soll dynamisch eine Risikoanalyse auf Grundlage der verfügbaren Datenquellen durchführen. Die Datenquellen können z. B. die elektronische Patientenakte, das Krankenhausinformationssystem (KIS) oder Checklisten, aber auch reale Situationen im Prozess oder Prozesselemente sein. Daran anknüpfend sollen für die beteiligten Fachkräfte Hinweise zur Fehlervermeidung generiert werden. In diesem Zusammenhang ist ein strukturierter Ansatz angedacht, der die Beziehungen der einzelnen Zustände und Informationen erfasst und auswertet. Hierdurch muss nicht jeder Prozess selbst beschrieben werden, sondern nur die Fehler, die vermieden werden sollen. Weiterhin soll innerhalb des Projekts geprüft werden, wie sich der Ansatz in einem agentenbasierten System umsetzen lässt. Die einzelnen Agenten bzw. Module sollen hierbei relevante Informationen aus verschiedenen Quellen erfassen, analysieren und an eine zentrale Stelle senden, an der die Integration der Einzelergebnisse sowie die Risikoanalyse durchgeführt werden.
Laufzeit des Projektes: 01.09.2014 bis 30.11.2017
Partner im Projekt
Gefördert vom
ULTRAFAST – Ultrafrühe multimodale Schlaganfalldiagnostik für den Rettungsdienst
Projektziel
Ziel des ULTRAFAST-Projekts ist es, ein neues multimodales Schlaganfall-Diagnostikinstrument für den
flächendeckenden Einsatz im Rettungsdienst zu entwickeln. Damit soll es zukünftig möglich sein,
• Hirnarterienverschlüsse mit einer der CT-Angiographie vergleichbaren Aussagekraft nachzuweisen;
• eine Aussage bzgl. einer Blutung im Kopf (intrakraniell) zu treffen, die zusammen mit dem neurologi-
schen Befund eine sofortige Behandlung rechtfertigen kann;
• eine mobile digitale Übertragung an ein Schlaganfallzentrum zu gewährleisten, die eine neurologische
Behandlungführung vor Ort ermöglicht und die weitere Behandlung in einem Neurozentrum z.B. bzgl. ei-
nes Kathetereingriffs vorbereitet.
Lösungsweg:
Dazu werden zwei Technologien miteinander kombiniert:
1. die innovative transkranielle Duplexsonographie (engl. transcranial color-coded duplexsonography,
TCCD) mit automatisierter Sondenführung zur Darstellung großer intrakranieller Gefäßverschlüsse, sowie zur Detektion von tiefen Hirnblutungen
2. die Nah-Infrarot-Spektroskopie (NIRS) zur Detektion Schädeldecken-naher Blutungen und Untersu-
chung lokaler Blutflussveränderungen in der Hirnrinde
Die beiden Technologien werden gemäß der Anforderungen des Rettungsdienstes bzgl. Raumbedarfs und des zeitliches Ablauf integriert und telemedizinisch angebunden.
Rolle im Projekt
Die SurgiTAIX AG entwickelt die notwendige Elektronik und Software für die automatisierte und telemedizinische Steuerung der robotischen Einheit zur Sondenführung.
Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.
SteriRob – Sensorsystem zur Identifikation und Handhabung von sterilen chirurgischen Instrumenten
Motivation
Neue Robotergenerationen sollen den Menschen mit einer Vielzahl von teil- oder vollautomatischen Diensten unterstützen. Solche flexiblen und mobilen Serviceroboter kooperieren mit Menschen oder agieren sogar völlig selbstständig. Dafür ist es notwendig, ihre Fähigkeiten hinsichtlich Umgebungswahrnehmung, Datenverarbeitung und Bewegung deutlich zu verbessern. Gleichzeitig müssen sie höchste Ansprüche an Zuverlässigkeit und Sicherheit erfüllen. Innovative Elektronik ermöglicht die nötigen Verbesserungen und damit ein angemessenes Verhalten des Roboters. Solche Innovationen entlang der Servicerobotik-Wertschöpfungskette stärken den Industriestandort Deutschland und helfen, die steigende Nachfrage aus Gesellschaft und Wirtschaft zu bedienen.
Ziele und Vorgehen
Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Servicerobotern für den Einsatz in der klinischen Sterilgutversorgung, d. h. für die Reinigung, das Sortieren und die Bereitstellung von chirurgischen Instrumenten. Dabei stehen technische Lösungen auf Basis mikroelektronischer Systeme für das Greifen der Instrumente sowie das Be- und Entladen von Reinigungs- und Sterilisationsanlagen im Vordergrund. In einem Greifer sollen optische Sensoren und RFID-Technologie (Engl. radio-frequency identification) kombiniert werden, um einzelne Instrumente zu lokalisieren und identifizieren. Die automatische Unterscheidung der Vielzahl der unterschiedlichen chirurgischen Instrumente (mehr als 10.000 Typen) ist dabei eine besondere Herausforderung für den Greifprozess des Serviceroboters.
Innovationen und Perspektiven
Derzeit erfüllt die verfügbare RFID-Technologie nicht die Anforderungen an das Sterilgutmanagement. Mit dem neuen, für die Sterilisation geeigneten System soll die vollständige Erfassung und Identifizierung aller medizinischen Instrumente in chaotischer Anordnung ermöglicht werden.
Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.
PriMed – Prozessoptimierung durch integrierte Medizinprodukte in Operationssälen und Kliniken
EFRE.NRW
Motivation
Im Rahmen des PriMed-Projekts erfolgt eine (Weiter-)Entwicklung von Konzepten zur offenen Vernetzung von Medizinprodukten im OP-Saal und in der Klinik mit dem Ziel einer Verbesserung der perioperativen Abläufe. Auf Basis der Vorarbeiten des OR.NET-Projekts soll ein flexibles, kontextadaptives Prozess- und Behandlungsmanagementsystem für die verschiedenen anästhesiologischen Arbeitsplätze entstehen.
Ziele und Vorgehen:
- Entwicklung von Konzepten zur Prozessoptimierung im OP mittels integrierter Medizintechnik
- Ausbau einer Anästhesie-Workstation sowie Anwendung des offenen Kommunikationsstandards SDC auf Basis der Ergebnisse des OR.NET-Projekts
- kontext- und situationsadaptive Darstellung von Informationen unter Einbeziehung der perioperativen Standardabläufe, der unterschiedlichen Behandler und Behandlungsplätze
- Integration von Entscheidungsunterstützungslogiken
- Anwendung von innovativen Mensch-Maschine-Interaktionsmöglichkeiten
Kooperationspartner
- SurgiTAIX AG
- Lehrstuhl für Medizintechnik der RWTH Aachen (mediTEC)
- Docs in Clouds GmbH
- IT4process GmbH
- Beger Design
- Localite GmbH
- Klinik für Neurochirurgie der Uniklinik RWTH Aachen
- OP-Management der Uniklinik RWTH Aachen
Gefördert von
HyTher – Bildgesteuerte interventionelle Hybridtherapie
Minimal-invasive bildgeführte Eingriffe erlangen im Bereich der Radiologie und Kardiologie kontinuierlichen Zuspruch. Die Möglichkeiten der endovaskulären Therapie erlauben Interventionen, die mit Hilfe offener Chirurgie oft nicht möglich wären. Meist verhindert der schlechte Allgemeinzustand der älteren Patienten diese Eingriffe.
Komplexe Operationen wie die Implantation einer Aortenprothese oder die Errichtung eines Lebervenenshunts zur Pfortader stellen hohe Anforderungen an die Navigation der Gefäßkatheter, die mit traditioneller Röntgendurchleuchtung nicht mehr zufriedenstellend erfüllt werden können.
In Kooperation mit klinischen und Industriepartnern wird daher im Rahmen dieses Projektes ein Navigationssystem auf Basis einer elektromagnetischen Positionssensorik entwickelt. „Intelligente“ sensor-integrierte Katheter können dabei in dreidimensionalen Datensätzen navigiert werden.
Bei den genannten Applikationen wird dabei der Katheterpfad vor der Intervention in CT Datensätzen vorgeplant und Zielpunkte definiert. Damit wird die korrekte Handhabung des Katheters während des Eingriffs für den Arzt wesentlich erleichtert.
In ersten Versuchen an Gefäßphantomen konnte das Konzept bereits erfolgreich getestet werden. In-vivo Versuchsreihen im Hausschwein erfolgen in Kürze.
Das Projekt HyTher wird vom Land Nordrhein-Westfalen und von der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung gefördert.
IDA – Intraorale Datenabnahme mittels Ultraschall-Mikroscanner
Mit Ultraschall auf den Zahn gefühlt
Das Projekt IDA betrifft die Entwicklung eines miniaturisierten, intraoralen Ultraschallmikroscanners zur präzisen, patientenschonenden und kosteneffizienten Geometrievermessung präparierter Zähnen als Basis zur CAD/CAM-Herstellung von Kronen- und Brückengerüsten.
Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt ist einer der Gewinner des Innovationswettbewerbs zur Förderung der Medizintechnik 2008, Modul Transfer und in Kooperation mit Partnern aus Industrie und Zahnmedizin durchgeführt.
Konventionell erfolgt die Abformung im Mundraum mittels einer Abdruckmasse, anhand derer in einem nachfolgenden Arbeitsschritt ein Gipsmodell erstellt wird. Die Technik birgt folgende Probleme und Fehlerquellen:
- Blut und Speichel beeinflussen Abformung
- mangelndes Rückstellungsvermögen / Elastizität der Abdruckmasse
- Gipsschrumpfung
- mangelnde Oberflächenhärte Gips
- Freilegen subgingivaler Präparationsgrenzen erforderlich (Einbringen von Retraktionsfäden, ggfs. Gingivektomie)
- Schädigung des Parodontiums insb. bei wiederholter Einbestellung
- Zeitaufwand
Lichtoptische extra- und intraorale Systeme zur Datenabnahme können diese Probleme nur teilweise lösen. Störgrößen (Blut, Speichel, Parodontium) beeinflussen weiterhin die Abformung. Zudem ist die Auftragung eines mattierenden Puders erforderlich, welches die optischen Eigenschaften der Zahnoberfläche an das Scanverfahren anpasst.
Ultraschall kann Parodontium, Speichel und Blut durchdringen. Zudem läßt sich ein ultraschallbasiertes Abformverfahren in den CAD/CAM Fertigungsprozess integrieren. Ein ultraschallbasiertes Verfahren ist daher eine nicht-invasive Methode der intraoralen digitalen Abformung ohne schädigende Wirkung auf das Parodontium, welches eine rationelle und kostengünstige Herstellung von festsitzendem und Ästhetisch anmutendem Zahnersatz ermöglichen soll.
Das Verfahren wurde international unter WO/2007/137826 patentiert.
Das Projekt IDA wird gefördert durch:
„OrthoMIT – Minimal Invasive Orthopädische Therapie“
In einem der bundesweit größten Vorhaben der orthopädischen Forschung stehen operative Strategien von morgen für das Knie, die Hüfte und die Wirbelsäule im Mittelpunkt. Fast 30 Partner aus Klinik, Forschung und Industrie arbeiten gemeinsam an diesem Großprojekt. Das Bundesforschungsministerium BMBF stellt bis 2010 ca. 12,9 Millionen Euro zur Verfügung.
„Innovationswettbewerb 2007 – Sicherer Zugang zum Gehirn“
Der operative Zugang in das Schädelinnere soll sicherer werden. Ein neues sensorgesteuertes System könnte den Schädelknochen präziser und schonender öffnen als bisherige Techniken. Damit lassen sich Komplikationen bei der Therapie von Hirntumoren- und ‑schwellungen reduzieren. Das Projekt ist einer der Gewinner des Innovationswettbewerbs „Medizintechnik 2007“.
„INNORISK – Innovative Riskanalysis“
Die heutigen Methoden des Risikomanagements (z.B. FMEA) sind in ihrem Umfang und ihrer Tiefe nicht ausreichend, um Restrisiken so differenziert zu erkennen, wie dies insbesondere bei risikosensitiven Produkten notwendig ist. Hier setzt das AiF/FQS Forschungsprojekt INNORISK an, das neue Wege in diesem Bereich aufzeigen soll und an dem sich interessierte Unternehmen insbesondere aus dem Bereich risikosensitiver Produktentwicklung beteiligen können.