Handverletzungen machen in Deutschland mehr als ein Drittel der Arbeitsunfälle aus. Neben der psychischen Belastung für den Patienten durch die ästhetische und funktionelle Beeinträchtigung sind schwere Handverletzungen mit erheblichen Kosten für das Gesundheitswesen verbunden.  Eine schnelle Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit der Hand ist daher von persönlicher und gesellschaftlicher Bedeutung. Ein zentraler Bestandteil der Behandlung ist die wiederkehrende Messung der Beweglichkeit der Hand und der einzelnen Fingergelenke. Ein 3D-gedrucktes, patientenspezifisches Exoskelett mit integrierter miniaturisierter Sensorik würde die exakte Messung der absoluten Orientierungen und die Berechnung der Winkel aller Fingerglieder ermöglichen.

Schwere Handverletzungen, aber auch regelmäßige handchirurgische Eingriffe können die Funktion der betroffenen Hand aufgrund massiver Verletzungen des Skeletts und der Weichteile erheblich einschränken. Während die Messung der Handbeweglichkeit im Rahmen der Therapie derzeit weitgehend manuell mit Goniometern durchgeführt wird, zielt dieses Projekt auf die Entwicklung eines neuartigen sensorischen Exoskeletts zur digitalisierten und quantitativen Messung der Handkinematik. Basierend auf 3D-Scans der verletzten Hand soll ein patientenspezifisches Exoskelett mit integrierten miniaturisierten Sensoren mittels additiver Fertigung gedruckt werden, das die Messung der absoluten Orientierungen und die Berechnung der Winkel aller Fingerglieder ermöglicht. Im Vergleich zu bisherigen sensorbasierten Konzepten, die auf den Einsatz von Dehnungsmessstreifen oder sensorischen Handschuhen setzen, bietet dieser Ansatz eine einfache Anpassung an die individuelle Handgeometrie auch nach Gliedmaßenverlust, einen reduzierten Kalibrierungsaufwand und die Messung von mehr Freiheitsgraden. Neben einem Technologiedemonstrator für das sensorische Exoskelett soll eine webbasierte App zur Auswertung und Visualisierung der Daten in Echtzeit entwickelt werden, die neue Möglichkeiten für eine personalisierte Versorgung und Telemedizin eröffnet. Anhand geeigneter Probandengruppen (von gesunden Händen bis hin zu komplexen Handverletzungen) sollen Funktionalität, Genauigkeit und Zeitersparnis im Vergleich zu herkömmlichen Behandlungsmethoden untersucht und demonstriert werden.

Unsere Partner:

Klinik für Plastische und Handchirurgie, Universitätszentrum für Orthopädie, Unfall- und Plastische Chirurgie, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus, TU Dresden

Univ.-Prof. Dr. med. habil. Adrian Dragu

Dr. med. Seyed Arash Alawi

Michele Rudari

Pulverbettverarbeitung und -druck, Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Dr.-Ing. Lukas Stepien

Dipl.-Ing. Hannes Lauer

Sensorik, Sensorik Bayern

Matthias Streller

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