Personalisierte Medizintechnik durch hocheffiziente Digitalisierung

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Computergestützte Biomechanik für die Unterstützung in der Diagnostik und Therapie

Methodisch wird die personalisierte Produktentwicklung in drei Sektoren unterteilt: Menschdaten, Biomechanik und Bio-Struktur-Interaktion, welches das Zusammenspiel zwischen Mensch und Technik hinsichtlich der Biomechanik des Menschen und dem strukturmechanischen Verhalten des Produkts darstellt. Die erste Säule stellt die Aufnahme aller notwendigen Patientendaten durch Messverfahren dar, die sowohl für die Diagnostik als auch für die Erstellung von detaillierten virtuellen Menschmodellen notwendig sind. Die zweite Säule repräsentiert die Segmentierungsprozesse zur Entwicklung von detaillierten 3D-Modellen und die biomechanischen muskuloskelettalen Simulationen des komplexen Bewegungsapparats. Dazu werden mit Hilfe der erhobenen experimentellen Daten über die Gewebeeigenschaften und das biomechanische Verhalten der Gelenksysteme die Simulationsmodelle über speziell entwickelte Prozesse kalibriert und validiert. In der dritten Säule werden diese Menschsimulationsmodelle für die Strukturoptimierung der orthopädischen Produkte verwendet. Dazu müssen auf der Produktseite ebenfalls experimentelle und numerische Analysen der eingesetzten Materialien unter der Berücksichtigung des Produktionsverfahrens durchgeführt werden.

Durch ein intelligentes Datenmanagement können neue Korrelationen zwischen Patient und Produkt durch objektive physikalische Parameter bestimmt und für die Weiterentwicklung der nächsten Produktgeneration berücksichtigt werden. Damit wird stetig die Qualität der Produkte erhöht und auch längerfristig die Patientenversorgung verbessert.

Kosteneffiziente personalisierte Produktentwicklung (Mass Personalization)

Die virtuelle personalisierte Produktentwicklung benötigt eine enge Verzahnung der Methoden und Technologien wie Simulations-, Mess- und Testverfahren, KI, Materialanalysen, automatisierte Generierung von Menschmodellen sowie flexible Produktionsstrategien für kosteneffiziente Produktion. 

Personalisierte Produktanalyse auf orthopädische Wirksamkeit und Tragekomfort

Die Wirksamkeit von orthopädischen Produkten kann durch individuelle Auslegung gesteigert werden. Die personalisierte Anpassung des Produkts kann wegen der komplexen Interaktion zwischen Mensch (Biomechanik) und Produkt (Strukturmechanik) nur effizient durch computergestützte Verfahren gelöst werden. 

Personalisierte virtuelle Produktprüfung und -optimierung

Wir verbessern die Qualität von personalisierten Produkten, indem wir sie auf die individuellen Belastungsprofile simulationsgestützt testen und auf die Strukturstabilität hin optimieren. Komplexe erforderliche Prüfungen können wir mit prognosefähigen Simulationsmodellen ersetzen bzw. die Testanzahl reduzieren.