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Abgeschlossene Projekte zur Medizintechnik

Medizintechnik

Minimal-invasive Evakuation von intrazerebralen Blutungen (ICB)

Bild zum Projekt Minimal-invasive Evakuation von intrazerebralen Blutungen (ICB)

Leitung:

Dr.-Ing. Jessica Burgner-Kahrs

Laufzeit:

09/2014-08/2016

Förderung durch:

National Institutes of Health (NIH) R21

Kurzbeschreibung:

In Kooperation mit der Vanderbilt University, Nashville, USA wird im Rahmen dieses NIH R21 Projektes ein Robotersystem für die minimal-invasive Behandlung intrazerebraler Blutungen (ICB) entwickelt. Ziel ist es durch einen kleinen chirurgischen Zugang am Schädel mittels eines tubulären Manipulators zunächst zum Hämatom vorzudringen und dieses dann von innen heraus durch gezielte Bewegungen vorgebogener Absaugkanülen zu entfernen. Im Teilprojekt der Nachwuchsgruppe CROSS werden hierzu effektive Bewegungsplanungsmethoden entwickelt mit denen beliebige Hämatomgeometrien abgesaugt werden können. Die besondere Herausforderung stellt dabei die Echtzeitfähigkeit dar, um während des Eingriffes die Bewegungen des Manipulators bei Änderungen der Hämatomgeometrie zu adaptieren.

 

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Entwicklung von biokompatiblen Magnesiumlegierungen und Untersuchung von deren Degradationsverhalten

Bild zum Projekt Entwicklung von biokompatiblen Magnesiumlegierungen und Untersuchung von deren Degradationsverhalten

Bearbeitung:

IW

Laufzeit:

bis 2014

Förderung durch:

DFG - SFB 599

Kurzbeschreibung:

Inhalt des Forschungsprojektes ist die Legierungsentwicklung für degradable Implantate auf Magnesiumbasis. Diese Implantatwerkstoffe sollen sowohl für den Hart- (hohe Festigkeit) als auch für den Weichgewebeeinsatz (hohe Duktilität) geeignet sein. Der dem Bauteil und seinem Implantationsort angepasste Degradationsverlauf wird über verschiedene Beschichtungen und die Variation der Werkstoffzusammensetzung eingestellt. Die Legierungen werden in In-vitro- und Ex-vivo-Testsystemen auf Biokompatibilität in unterschiedlichen Gewebearten geprüft und in In-vivo-Systeme überführt. Als Applikation werden Stents für die Nasennebenhöhle hergestellt.

 

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Sonifikationsbasierte motorische Rehabilitation

Bild zum Projekt Sonifikationsbasierte motorische Rehabilitation

Bearbeitung:

IMS, Institut für Sportwissenschaften, Hochschule für Musik, Theater u. Medien Hannover, Fa. KIND, Fa. videantis

Laufzeit:

ab 2011

Förderung durch:

EFRE, EU & Land Niedersachsen

Kurzbeschreibung:

Im Rahmen dieses Verbund-Forschungsvorhabens werden am IMS mögliche Hardware-Plattformen für eine Sonifikation (Klangliche Darstellung) von Bewegungsdaten untersucht, die später in der medizinischen Rehabilitation z.B. nach einem Schlaganfall eingesetzt werden. Durch das Gerät soll in Zukunft eine Verkürzung der Rehabilitationsdauer zum Wiedererlernen von Bewegungsmustern erzielt werden. Besonders wichtig für eine mobile Hardware-Plattform sind dabei das Gewicht, die Akkulaufzeit und ausreichende Rechenleistung. Das IMS untersucht hierfür Hardware-Plattformen für die echtzeitfähige und mobile Erfassung, Verarbeitung und Sonifikation (Vertonung) komplexer Bewegungsdaten.

 

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Roboterassistierte Laserosteotomie

Bild zum Projekt Roboterassistierte Laserosteotomie

Bearbeitung:

imes

Laufzeit:

ab 2011

Förderung durch:

KUKA Laboratories GmbH

Kurzbeschreibung:

Die Laserosteotomie ist für eine Vielzahl klinisch relevanter Indikationen von Interesse. Die beim Materialabtrag entlang definierter Geometrien auftretenden Problemstellungen zeichnen sich dabei im Wesentlichen auf den Gebieten der Bahnplanung, der hochgenauen Strahlführung, der Mensch-Maschinen-Schnittstelle und der Schnitttiefenbestimmung ab. Am Institut für Mechatronische Systeme wird daher in Kooperation mit der KUKA Laboratories GmbH ein System für die roboterassistierte Laserosteotomie (RaLo) bestehend aus einem Leichtbauroboter (KUKA LBR), einem Kamerasystem, einem optischen Kohärenztomograph (OCT) und einem Er:YAG-Laser zur Demonstration einer Beispielanwendung aufgebaut.

 

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Entwicklung chirurgischer Instrumente für die Laparoskopie

Bild zum Projekt Entwicklung chirurgischer Instrumente für die Laparoskopie

Bearbeitung:

imes

Laufzeit:

ab 2010

Förderung durch:

Richard Wolf GmbH

Kurzbeschreibung:

In der minimalinvasiven Chirurgie (MIC) werden chirurgische Instrumente durch kleinste Schnitte in die Bauchhöhle des Patienten eingeführt. Um bei dieser Operationsmethode komplizierte Manipulationen zu erleichtern und die Sicherheit zu erhöhen sind neuartige chirurgische Instrumente hilfreich. Diese verfügen über mehrere Freiheitsgrade innerhalb der Bauchhöhle des Patienten und können durch eine intuitive Steuerung komfortabel gehandhabt werden. Ziel des Projektes ist es, entsprechende Instrumente mit mindestens zwei Freiheitsgraden innerhalb der Bauchhöhle zu entwickeln.

 

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Entwicklung der Ziehparameter und Herstellung resorbierbarer Nahtmaterialien auf Magnesiumbasis

Bild zum Projekt Entwicklung der Ziehparameter und Herstellung resorbierbarer Nahtmaterialien auf Magnesiumbasis

Bearbeitung:

IW, AGH Krakau

Laufzeit:

2009 - 2011

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Ziel der Arbeiten ist die Erforschung der Zusammenhänge beim Prozess des Ziehens von Magnesiumdrähten. Insbesondere werden Magnesiumlegierungen mit einer verbesserten Biokompatibilität Gegenstand der Untersuchungen sein, da ein potenzielles Einsatzgebiet von Magnesiumdrähten der Einsatz als bioresorbierbares (abbaubares) Nahtmaterial für medizinische Zwecke ist. Der Umfang der Untersuchungen umfasst die Prozesskette von der gießtechnischen Herstellung der Legierungen über Strangpressprozesse zur Herstellung von Drahtvormaterialien bis hin zur Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Ziehparameter.

 

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Aktive Mikrooptiken

Bild zum Projekt Aktive Mikrooptiken

Bearbeitung:

IMPT

Laufzeit:

ab 2009

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

In dem Teilprojekt „Elektromagnetische Ansteuerung von Mikrooptiken: Adaptive Systeme auf der Basis ferrofluidischer Aktoren“ des SPP 1337 „Aktive Mikrooptik“ entwickelt und fertigt das Institut für Mikroproduktionstechnik (IMPT) einen Mikroaktor. Durch Bestromen des Mikrospulenarrays, das Bestandteil des Mikroaktors ist, wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt. Dieses verschiebt ein Ferrofluid in einem Mikrokanal. Die Bewegung der ferrofluidischen Flüssigkeitssäule bewirkt eine Verdrängung einer optisch aktiven Flüssigkeit in dem Mikrokanal, welcher aus PMMA gefertigt ist. Für die Modellierung des Mikrospulenarrays wurden erfolgreich FEM-Analysen zur Simulation des erzeugten magnetischen Feldes und der Temperatur durchgeführt. Aus den Simulationsergebnissen wurde das Design für die Fotolithografiemasken abgeleitet. Für die Herstellung des Mikroaktors wurde eine Prozessfolge aufgestellt und die Dünnfilmprozesse für die Fertigung optimiert. Die Fertigung erster Aktoren ist abgeschlossen und es wurde mit den gewonnen Erfahrungen eine Designoptimierung durchgeführt. Die ersten optimierten Aktoren werden fertiggestellt und werden getestet. Im nachfolgenden Schritt der Systemintegration bilden zwei Mikroaktoren eine Sandwichstruktur in deren Mitte sich die Mikrokanalstruktur befindet.

 

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Innenohrmikrowandler zur Anregung der Perilymphe bei Schwerhörigkeit

Bild zum Projekt Innenohrmikrowandler zur Anregung der Perilymphe bei Schwerhörigkeit

Bearbeitung:

IMPT, MHH

Laufzeit:

2008 - 2012

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Mikrosystems, welches als implantierbares Hörgerät der Verbesserung des Hörvermögens dient. Hierfür wird ein elektromagnetischer Mikrowandler mittels eines Stößels über die Rundfenstermembran die Perilymphe der Cochlea anregen. Das Einsatzgebiet zielt auf mittlere Innenohrschwerhörigkeit, Schallleitungsschwerhörigkeit und kombinierte Schwerhörigkeit ab. Rahmenbedingungen für dieses Projekt sind im hohen Maße die Bioverträglichkeit und die einfache Handhabung bei der Operation sowie zuverlässiger Betrieb. Die Bearbeitung des Projektes erfolgt in Zusammenarbeit mit der Medizinischen Hochschule Hannover.

 

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Medizinische Bildverarbeitung

Bild zum Projekt Medizinische Bildverarbeitung

Bearbeitung:

TNT

Laufzeit:

2007 - 2010

Förderung durch:

Philips

Kurzbeschreibung:

Bei einer automatischen bildbasierten Analyse der Wirbelsäule, welche für viele orthopädische Anwendungen verwendet wird, bildet eine genaue Segmentierung der einzelnen Wirbel die Grundlage. Darüber hinaus ist die Wirbelsäule von großem Interesse, da sich über die einzelnen Wirbel der gescannte Bildbereich zuordnen lässt. Um aus mittels Computer Tomographie (CT) erstellten Bilddaten die relevante Information extrahieren zu können, wird Vorwissen eingebracht. Ein Ansatz für eine automatische Analyse medizinischer Bilddaten ist deshalb das Verwenden von anatomischen Modellen. In den Philips Forschungslaboratorien in Hamburg wurden Oberflächenmodelle von allen presakralen Wirbeln erstellt und in den Segmentierungsprozess integriert.

 

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Stabilisierende Magnesiumgeflechte zur Unterstützung von kardiovaskulärem Gewebeersatz im Hochdrucksystem

Bild zum Projekt Stabilisierende Magnesiumgeflechte zur Unterstützung von kardiovaskulärem Gewebeersatz im Hochdrucksystem

Bearbeitung:

IW, IKM, MHH-LEBAO

Laufzeit:

2007 - 2014

Förderung durch:

DFG - SFB599

Kurzbeschreibung:

In der kardiovaskulären Chirurgie sind rekonstruierende Operationstechniken für Herzklappen- und Gefäßersatz sowie für die Wiederherstellung von geschädigtem Herzmuskel die Therapie der Wahl. Die Verwendung von dezellularisiertem Gewebe, das durch Einwachsen von empfängereigenen Zellen wiederbesiedelt wird und damit Wachstumspotential aufweist, ohne jedoch immunogen wirksam zu sein, wird im kardiovaskulären Niederdruckbereich erfolgreich eingesetzt. Ziel des vorliegenden Projektes ist die Entwicklung von durch Magnesiumgeflechte stabilisiertem Gewebeersatz für den Hochdruckbereich der linken Herzkammer und Aorta.

 

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Optisch kontrollierte, automatisierte Insertion einer Cochlear Implant Elektrode

Bild zum Projekt Optisch kontrollierte, automatisierte Insertion einer Cochlear Implant Elektrode

Bearbeitung:

imes

Laufzeit:

2006 - 2008

Förderung durch:

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Kurzbeschreibung:

Die bislang einzig wirksame Behandlung von hochgradiger Schwerhörigkeit oder Taubheit besteht in der Implantation eines Multielektrodenarrays in die Hörschnecke (Cochlear Implant, CI), mit dem der Hörnerv elektrisch stimuliert wird. Im Rahmen des im Projekt „Roboterassistierte Chirurgie“ verfolgten Ansatzes eines minimalinvasiven Eingriffes stellt sich das Problem einer Insertion des Implantates durch den gebohrten, engen Stichkanal. Das Projekt wird in Kooperation mit der HNO-Klinik der MHH durchgeführt.

 

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