Prüfstand für Knieorthesen
MOT-Preis für Dissertation zur Bewertung von Knieorthesen
Die Medizintechnik zeigt ihre Interdisziplinarität bereits in ihrem Namen. Medizinische Fragestellungen werden durch technische Angebote beantwortet. Besonders erfreulich ist es, wenn technische Lösungen in der Medizin so willkommen sind, dass sie die Ehre einer medizinischen Preisverleihung erfahren. Dies ist Dr. David Hochmann gelungen, der sich in seiner Forschungstätigkeit als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Medizintechnik der TU Berlin mit Knieorthesen beschäftigt.
Für seine Dissertation mit dem Titel “Prüf- und Bewertungsmethoden für Knieorthesen“, die von Prof. Dr. Marc Kraft betreut wurde, bekam er den ersten Preis der Fachzeitschrift Medizinisch-Orthopädische Technik (MOT) auf dem süddeutschen Orthopädenkongress in Baden-Baden. Der mit 5.000 Euro dotierte MOT-Preis wird jährlich für eine innovative Arbeit auf dem Gebiet der Technischen Orthopädie vergeben.
Bei Knieorthesen handelt es sich um orthopädische Hilfsmittel, die beispielsweise nach Knieverletzungen, Operationen oder auch im Rahmen der Rehabilitation von Behinderungen eingesetzt werden. Die Anzahl der verschiedenen, auf dem Markt verfügbaren Knieorthesen ist hoch und deren mechanische Eigenschaften sehr unterschiedlich, da es keine standardisierten Bewertungsmethoden für ihre Charakterisierung gab. Das hat sich dank der Arbeit von Dr. David Hochmann nun grundlegend geändert. Er entwickelte in seiner mit „Auszeichnung“ abgeschlossenen Dissertation völlig neue Ansätze, um die Stützwirkung von Knieorthesen in verschiedenen Ebenen, ihre Betriebsfestigkeit und ihre mikroklimatischen Eigenschaften bewerten zu können. Dazu wurden im ersten Schritt die Knieorthesen instrumentiert, d.h. mit Sensoren versehen, um beispielsweise Zugkräfte in den Gurten, Druck in den Schellen, Biegemomente in den Anschlägen und Orthesenflexionswinkel zu messen und somit fehlende Informationen über die Wechselwirkungen zwischen Mensch und Orthese zu sammeln. Die entwickelte Messtechnik wurde in umfangreichen klinischen Untersuchungen sowie Probandentests eingesetzt. Die dabei gewonnenen Messdaten bildeten die Basis für die Entwicklung und Validierung der Prüftechnik, die einerseits experimentell erfasste Gegebenheiten so genau wie möglich abbildet und andererseits praktikable und wiederholbare Messungen erlaubt.
Die entwickelten Prüfvorrichtungen umfassen unter anderem ein Beinmodell, welches die Eigenschaften der Haut, des darunter liegenden Fettgewebes und der Muskulatur (in Form pneumatisch gefüllter Schläuche) am Ober- und Unterschenkel nachbildet sowie einen Vergleich der lasttragenden Wirkung von Knieorthesen ermöglicht. Muss beispielsweise bei einem Riss eines Kreuzbandes ein Rutschen des Knies in der seitlichen Ebene verhindert werden, ist diese Eigenschaft einer Orthese nun anhand der Messung von sogenannten „Kraft-Weg-Kennlinien“ quantifizierbar. Die Betriebsfestigkeitsprüfungen liefern Aussagen über die Lebensdauer einer Orthese, also die maximal mögliche Anzahl von Beugebewegungen des Knies, bis erste Teile der Orthese versagen. Gute mikroklimatische Eigenschaften einer Orthese verringern das Schwitzen, da für einen Austausch von Feuchtigkeit und Wärme gesorgt wird. Auch diese Eigenschaften können getestet werden.
Mit dem von Dr. David Hochmann entwickelten Verfahren lassen sich nun Knieorthesen einem objektiven Bewertungsverfahren unterziehen. Für Mediziner sind die Ergebnisse besonders interessant, da die entwickelten Prüfmethoden Aussagen über die biomechanischen Unterschiede zwischen verschiedenen Orthesendesigns, die im Rahmen von klinischen Studien untersucht werden, liefern.
Der 1970 in Kischinjow, Moldawien, geborene David Hochmann studierte Maschinenbau mit dem Schwerpunkt Biomedizinische Technik an der TU Berlin. Parallel dazu arbeitete er als Softwareentwickler bei einem Unternehmen. Nach dem Studium war er zunächst als Wissenschaftlicher Mitarbeiter und später als Wissenschaftlicher Assistent am Fachgebiet Medizintechnik der TU Berlin tätig. Seit 2009 arbeitet er als Entwicklungsingenieur/Projektleiter bei Otto Bock Healthcare GmbH und ist darüber hinaus eingebunden in die neu gegründete Forschungseinrichtung Rehabtech Research Lab GmbH, die kürzlich vom Akademischen Senat der TU Berlin als An-Institut der TU Berlin anerkannt wurde.
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Weitere Informationen erteilt Ihnen gern: Prof. Dr. Marc Kraft, Institut für Konstruktion, Mikro- und Medizintechnik, Fachgebiet Medizintechnik, Tel. : 030/314-23388, E-Mail: info@medtech.tu-berlin.de
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(idw, 05/2010)