Medizintechnik & Neuroprothetik

Die Kernkompetenzen der Abteilung Medizintechnik & Neuroprothetik liegen auf den Gebieten der Entwicklung, Fertigung und Anwendung intelligenter implantierbarer Assistenzsysteme einschließlich komplexer Gesundheitsinformationssysteme. Sie bietet damit den gesamten Bereich von der implantierbaren Mikroelektrode bis hin zu IKT-Infrastrukturen an, wobei in diesem Gesamtangebot Fragen des Regulatory Affairs einschließlich eines entwicklungsbegleitenden Risikomanagements eingeschlossen sind. Alle erforderlichen technologischen Voraussetzungen und Labore sind vorhanden.

Der Fokus der Arbeitsgruppe Neuromonitoring liegt in der Gerätetechnik und Methodik der messtechnischen Erfassung, Konditionierung und Übertragung bioelektrischer Potenziale. Einbezogen werden auch Vitalparameter, die durch neuronale Strukturen beeinflussbar sind (wie z. B. Temperatur, Blutdruck, Atmung, Augenbewegungen, Hautleitwert usw.). Damit ergeben sich Fragestellungen im Bereich der Sensorik, Signalverarbeitung, Datenübertragung und Signalanalyse. Ein weiterer Ansatz liegt bei der Einbeziehung geeigneter Stimulatoren für den Aufbau von Closed-Loop-Systemen. So lassen sich auch Netzwerke unterschiedlicher energieautarker verteilter Aktuatoren und Sensoren aufbauen, beispielsweise für die Vigilanzanalyse von Piloten bei Langstreckenflügen (KF2267414GM2) oder für das Intraoperative Neuromonitoring (01EZ0722).

Zu den Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe Neuroprothetik ist die Entwicklung, Fertigung und Charakterisierung implantierbarer Mikroelektroden, deren Anwendung neue Felder der Neuroprothetik erschließen hilft. Die Anwendung der Mikrosystemtechnik ermöglicht die Herstellung ultraleichter, flexibler Mikroimplantate aus biokompatiblen Materialien zur Multikontaktierung von Nerven und zur Ansteuerung implantierbarer Assistenzsysteme. So entstanden in der Arbeitsgruppe beispielsweise Interfaces zur Stimulation der Retina (01IN501H4), des vestibulären Systems (EU225929) sowie für bidirektionale Anwendungen zur intuitiven motorischen Steuerung von Handprothesen einschließlich eines sensorischen Feedbacks (16SV3697).

Der Schwerpunkt der Arbeitsgruppe Silikontechnologie liegt auf der Optimierung und Funktionalisierung von PDMS-Strukturen. Damit werden Aktuatoren und Sensoren für die Medizintechnik mit völlig neuen Eigenschaften und Applikationen möglich. Beispiele hierfür sind All-Polymer-Elektroden, die sich aufgrund der optimierten mechanischen Eigenschaften besonders für den Einsatz in der Muskulatur eignen (16SV5367).

Die Arbeitsgruppe Gesundheitsinformationssysteme entwickelt persönliche Gesundheitssysteme und intelligente Assistenten für Senioren und chronisch Kranke, Telemedizinsysteme und Disease-Management-Plattformen mit integrierter Entscheidungsunterstützung sowie innovative IKT-Infrastrukturen für die klinische Forschung und Big-Data-Anwendungen zur semantischen medizinischen Informationsextraktion und -analytik. Beispiele erfolgreicher Entwicklungen der Gruppe bilden der »Personal Health Manager« für chronisch Kranke, die Biobanksystemlösung »eurocryoDB« zum Management von Biomaterialressourcen oder das ontologiebasierte Studienmanagementsystem »ObTiMA«. Ferner arbeitet die Arbeitsgruppe an intelligenten, ad-hoc vernetzten, plug-and-play-fähigen Medizingeräten und Sensoren und repräsentiert das Institut in der Fraunhofer-Allianz Big Data.

 

Neuromonitoring

 

Neuroprothetik

 

Silikontechnologie

 

Gesundheits- informationssysteme

 

Fraunhofer-Leitprojekt »Theranostische Implantate«

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Broschüre der Hauptabteilung Biomedizintechnik

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