Entwicklung von "intelligenten" Fixateur externe-Systemen

Status:

abgeschlossen 07/2009

Zielsetzung:

Entwickung eines externen Fixateurs mit Robotertechnik:
- automatische Frakturreposition
- Last-Messung im Kallus
- Erkennung von Heilungsproblemen
- Automatische Kallusdistraktion
- Telemedizinische Datenübertragung
- Einführung in die Klinik

Aktivitäten/Methoden:

- Erweiterung des Hexapodfixateurs mit Motoren und Sensoren
- Elektronikentwicklung für zentrales Steuergerät und verteilte Motorsteuerung
- Entwicklung von Softwaremodulen für telemedizinische Steuerung und wissensbasierte Steuerung
- Verifikation der Software- und Hardware-Module
- Test des Gesamtsystems
- Einsatz an Patienten
- Optimierung der klinischen Anwendung

Ergebnisse:

Die bestmögliche Behandlung frischer Frakturen und insbesondere auch von Fehlheilungen mit Deformitäten und Defekten fällt in den klassischen Verantwortungsbereich der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung e. V. (DGUV).
Auf der Basis des Hexapod Fixateurs externe - einer universellen Fixateurgeometrie mit sechs Freiheitsgraden, die bereits im klinischen Einsatz ist - sollte ein Robotersystem erstellt werden, das sich durch die Kombination von Kraftsensorik, elektrischen Antrieben und moderner Mikroelektronik an die veränderte biomechanische Situation während der Frakturheilung anpassen kann und dadurch den Chirurgen unterstützt.
Der geplante Verwendungszweck des "intelligenten" Fixateursystems findet sich in bekannten unfallchirurgischen und orthopädischen Problemen:
1. Nachbehandlung von Frakturen
2. Primäre Reposition von Frakturen
3. Sekundäre Reposition von Frakturen
4. Kallusdistraktion

Im Rahmen des Projektes wurde folgendes System entwickelt und erstellt:
- Messfixateur: Hexapod Fixateur externe mit Kraftsensorik in den Distraktoren zur Messung aller Kräfte und Momente an der heilenden Fraktur mit PC-gestützter Auswertung.
- Motorfixateur: Hexapod Fixateur externe mit elektrischen Motoren zur PC-gestützten sowie autonomen Verstellung.
- Steuergerät für die Fixateur Systeme mit Energieversorgung und Steuerelektronik: Ermöglicht die autonome Verstellung und Erhebung von Messdaten.
- PC-gestützte Softwaresteuerung für die Mess- und Motorfixateure inklusive eines Telemedizinmoduls mit internetbasierter Datenübertragung zwischen Patient und Arzt.
Die Systeme sind für den klinischen Einsatz ausgelegt und wurden im Rahmen des Projektes zur Erhebung von Kraftverläufen während der Distraktionsosteogenese sowie zur motorisierten Fixateurverstellung während der Deformitätenkorrektur eingesetzt.

Stand: