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20.09.2023
Digitalisierung
News
Sensoren überwachen die Heilung von Brüchen
Um gebrochene Knochen im Heilungsprozess zu stabilisieren, werden Schrauben und andere Metallelemente verwendet. Wissenschaftler der Technischen Universität Hamburg entwickeln jetzt im Forschungsprojekt „SmartFix“ Sensoren, mit denen das Zusammenwachsen der Knochen überwacht werden kann.
„Knochenbrüche gehören mit vier Prozent zu den häufigsten Operationen in Deutschland“, sagt TU-Professor Andreas Bahr, Leiter des Instituts für Integrierte Schaltungen. Er ist mit den Partnern Innovations Medical GmbH und Berufsgenossenschaftliches Klinikum Hamburg am Forschungsprojekt beteiligt. Um den Heilungsfortschritt von gebrochenen Knochen verfolgen zu können, entwickelt Bahr ein elektronisches Messsystem, das in Form von Sensoren am sogenannten Fixateur externe angebracht wird. Dabei handelt es sich um ein Haltesystem aus Metallstäben, das außerhalb des Körpers mit Schrauben am Knochen befestigt wird, diesen stabilisiert und einzelne Fragmente wieder in die richtige Position bringt.
Vorteile gegenüber klassischen Verfahren
Die Metallelemente übertragen die auf den Fixateur wirkenden Kräfte und entlasten so die Fraktur. Dies ermöglicht es zum Beispiel Patienten mit Unterschenkelbrüchen, ihr Bein teilweise zu belasten und trotz Fraktur eine gewisse Mobilität zu behalten.
Je weiter der Heilungsprozess des Knochens voranschreitet, desto mehr Kräfte nimmt er selbst wieder auf und die Metallstäbe des Fixateurs werden weniger belastet. Und das lässt sich messen.
Professor Andreas Bahr, Leiter des Instituts für Integrierte Schaltungen der TU Hamburg
Hier setzt das Projekt „SmartFix“ an: Dehnungsmesssensoren an den Metallelementen erlauben mit Hilfe drahtloser Datenübertragung zu einem Empfangsgerät die kontinuierliche Messung des Heilungsverlaufs. Patienten können dadurch schneller in den Alltag zurückkehren, weil die Heilung unmittelbar erkannt wird und beispielsweise eine Physiotherapie individuell angepasst werden kann. Auf der anderen Seite kann auch eine schlecht verlaufende Heilung frühestmöglich erkannt werden. Gegenüber der klassischen Überwachung mit Röntgenaufnahmen im Abstand mehrerer Wochen ist dieses Verfahren potenziell genauer und zuverlässiger. Außerdem kann es die Betroffenen vor Strahlenbelastung bewahren.
Andreas Bahr möchte die Technik noch weiterentwickeln: „Mithilfe eines Signaltons übers Handy könnte der Patient bei einer Überbelastung gewarnt werden. So kann er einschätzen, welche Bewegungen gehen, ohne die Stabilität des Fixateurs oder den Heilungsverlauf zu gefährden.“ Bis es so weit ist, müssen die Messsysteme im Rahmen einer klinischen Machbarkeitsstudie evaluiert werden, die für 2025 geplant ist. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.
Andreas Bahr möchte die Technik noch weiterentwickeln: „Mithilfe eines Signaltons übers Handy könnte der Patient bei einer Überbelastung gewarnt werden. So kann er einschätzen, welche Bewegungen gehen, ohne die Stabilität des Fixateurs oder den Heilungsverlauf zu gefährden.“ Bis es so weit ist, müssen die Messsysteme im Rahmen einer klinischen Machbarkeitsstudie evaluiert werden, die für 2025 geplant ist. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.
