International Trade Fair Report Unabhängige Messezeitung zur MEDICA und COMPAMED Düsseldorf 12. - 15. 11. 2018 Foto: Messe Düsseldorf / ctillmann Anzeige Willkommen auf der MEDICA und COMPAMED 2018 Highly sensitive Measurements Page 2 Messe-News Seite 3 Drugs delivery in human body New soft robot capable of carrying heavy loads Page 5 Plan of halls Pages 6-7 Neues Messverfahren Beobachtung auf Einzel- molekül-Niveau Seite 8 Anti-stress app Relax playfully Page 9 3D implants Custom parts printed in real time Page 10 Statt Klebepflaster Neue Shutterbrille Seite 12 Auflagengruppe F Aus dem Inhalt: ePaper www.messedirekt.com IMPO-Forum Unter dem Motto „Kernaufga- ben der Zukunft im Kranken- haus von Morgen“ steht das europäische „IMPO-Forum“ auf dem Deutschen Kranken- haustag. „IMPO“ steht für Input, Management, Prozess und Outcome. So sollen die internen und externen Rah- menbedingungen, Strukturen und Prozesse im Hinblick auf den nachhaltigen Erfolg ei- nes Krankenhauses (Output) erfasst und bewertet werden. Therapie mit der Datenbrille Behandlung von Spinnenphobie in erweiterter digitaler Realität Ein digitales Therapiesys- tem, das die Behandlung von Spinnenphobie zu Hau- se ermöglicht und Betrof- fenen ein besseres Sicher- heitsgefühl vermitteln soll, haben Fraunhofer-Forscher entwickelt. Arachnophobie nennen Fach- leute die Angst vor Spinnen. Rund 3,5 bis 6,1 Prozent der Bevölkerung leiden darun- ter. Bislang wird diese Pho- bie mithilfe der Konfronta- tionstherapie behandelt. Das Problem: 60 bis 80 Prozent der Spinnenphobiker wer- den aufgrund des fehlenden Angebots gar nicht erst the- rapiert. Andere wiederum können sich wegen ihren Ängsten keiner realen Spin- ne stellen. Wie eine Therapie mittels erweiterter digitaler Realität (Augmented Reality, AR) möglich ist, zeigen die Wissenschaftler mit einem Demonstrator in Halle 10, Stand G05/H04. Mittels Datenbrille wird die Konfrontationstherapie in die virtu- elle Realität verlagert. Foto: Fraunhofer IBMT, Bernd Müller Mehr als 5 000 Aussteller aus fast 70 Nationen prä- sentieren sich auf der Me- dica als „unverändert inno- vationsfreudige Partner“. Top-Thema der Messe ist die digitale Transformation, die die Gesundheitsbranche weltweit verändert. 5 000 Aussteller aus 70 Nationen Foto: Messe Düsseldorf / ctillmann Innovative digitale Techno- logien prägen das Bild der Medica 2018 – doch nicht allein. „Zentraler Faktor in der Versorgung ist und bleibt der Faktor Mensch“, meint Horst Giesen, Global Portfolio Director Health & Medical Technologies der Messe Düsseldorf. Künstli- che Intelligenz & Co. könn- ten den Diagnoseprozess be- schleunigen und dem Arzt wertvolle Unterstützung bei der Entscheidungsfindung bieten. „Seine Beurteilung bleibt weiterhin maßgeb- lich“, bekräftigt Giesen. „Mensch bleibt zentraler Faktor“ Fortsetzung auf Seite 4 A significant strength of Medica is that it not only presents solutions for indi- vidual medical specialist disciplines in one place over a few days, but also takes on the complete workflow of patient treatment. The individual focal points in- clude electromedicine/med- ical technology, laboratory technology/diagnostics, physiotherapy/orthopaedic technology, commodities and consumables, commu- nication technology, medi- cal furniture and specialist furnishings for hospitals. Covering the complete workflow Compamed will take place for the 27th time with ap- proximately 800 exhibitors in Halls 8a and 8b. The sup- plier trade fair is a hotspot for complex high-tech solu- tions such as innovative ma- terials, microtechnology and nanotechnology. Compamed with 800 exhibitors Photo: Messe Düsseldorf / ctillmann Hall 13 | Booth B66 www.ohst.de
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Highly sensitiveMeasurements Page 2
Messe-News Seite 3
Drugs delivery in human bodyNew soft robot capable of carrying heavy loads Page 5
Plan of halls Pages 6-7
Neues MessverfahrenBeobachtung auf Einzel-molekül-Niveau Seite 8
Anti-stress appRelax playfully Page 9
3D implantsCustom parts printed in real time Page 10
Statt KlebepflasterNeue Shutterbrille Seite 12
Auflagen gruppe F
Aus dem Inhalt:
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IMPO-ForumUnter dem Motto „Kernaufga-ben der Zukunft im Kranken-haus von Morgen“ steht das europäische „IMPO-Forum“ auf dem Deutschen Kranken-haustag. „IMPO“ steht für Input, Management, Prozess und Outcome. So sollen die internen und externen Rah-menbedingungen, Strukturen und Prozesse im Hinblick auf den nachhaltigen Erfolg ei-nes Krankenhauses (Output) erfasst und bewertet werden.
Therapie mit der DatenbrilleBehandlung von Spinnenphobie in erweiterter digitaler RealitätEin digitales Therapiesys-tem, das die Behandlung von Spinnenphobie zu Hau-se ermöglicht und Betrof-fenen ein besseres Sicher-heitsgefühl vermitteln soll, haben Fraunhofer-Forscher entwickelt.
Arachnophobie nennen Fach-leute die Angst vor Spinnen. Rund 3,5 bis 6,1 Prozent der Bevölkerung leiden darun-ter. Bislang wird diese Pho-bie mithilfe der Konfronta-tionstherapie behandelt. Das
Problem: 60 bis 80 Prozent der Spinnenphobiker wer-den aufgrund des fehlenden Angebots gar nicht erst the-rapiert. Andere wiederum können sich wegen ihren Ängsten keiner realen Spin-ne stellen. Wie eine Therapie mittels erweiterter digitaler Realität (Augmented Reality, AR) möglich ist, zeigen die Wissenschaftler mit einem Demonstrator in Halle 10, Stand G05/H04.
Mittels Datenbrille wird die Konfrontationstherapie in die virtu-elle Realität verlagert. Foto: Fraunhofer IBMT, Bernd Müller
Mehr als 5 000 Aussteller aus fast 70 Nationen prä-sentieren sich auf der Me-dica als „unverändert inno-vationsfreudige Partner“. Top-Thema der Messe ist die digitale Transformation, die die Gesundheitsbranche weltweit verändert.
5 000 Aussteller aus 70 Nationen
Foto: Messe Düsseldorf / ctillmann
Innovative digitale Techno-logien prägen das Bild der Medica 2018 – doch nicht allein. „Zentraler Faktor in der Versorgung ist und bleibt der Faktor Mensch“, meint Horst Giesen, Global Portfolio Director Health & Medical Technologies der
Messe Düsseldorf. Künstli-che Intelligenz & Co. könn-ten den Diagnoseprozess be-schleunigen und dem Arzt wertvolle Unterstützung bei der Entscheidungsfindung bieten. „Seine Beurteilung bleibt weiterhin maßgeb-lich“, bekräftigt Giesen.
„Mensch bleibt zentraler Faktor“
Fortsetzung auf Seite 4
A significant strength of Medica is that it not only presents solutions for indi-vidual medical specialist disciplines in one place over a few days, but also takes on the complete workflow of patient treatment. The individual focal points in-
clude electromedicine/med-ical technology, laboratory technolog y/dia gnost ics, physiotherapy/orthopaedic technology, commodities and consumables, commu-nication technology, medi-cal furniture and specialist furnishings for hospitals.
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Compamed will take place for the 27th time with ap-proximately 800 exhibitors in Halls 8a and 8b. The sup-plier trade fair is a hotspot for complex high-tech solu-tions such as innovative ma-terials, microtechnology and nanotechnology.
Compamed with 800 exhibitors
Photo: Messe Düsseldorf / ctillmann
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2 Research
Highly sensitive detectorsMeasuring smallest magnetic fi elds in neuronal networksSmallest magnetic fields, like the ones produced in neuronal networks or through brainwaves, can be detected with a novel technology. In July 2018, a research project with an entirely innovative ap-proach to measuring mag-netic fields in tissue start-ed at the Fraunhofer IAF: The scientists will produce and optimize nitrogen va-cancy (NV) centers in di-amond in order to achieve highly sensitive magnet field detectors working at room temperature, and by those means develop the world’s first laser thresh-old magnetometer.
The measurement of mag-netic fields has become a standard practice in medical diagnostics. Smallest elec-trical currents flow inside the nerve cells of brains and hearts and produce weak magnetic fields. Precise mag-netic field sensors are able to measure the activity of brains (MEG) or hearts (MKG) and allow for imaging procedures such as magnetic resonance tomography (MRT) in order to detect diseases. The re-quired precision for these measurements, however, is only achieved by a few high-ly sensitive magnetic field sensors usually working at extreme low-temperature cooling.
Important alternative
“Most magnetometers are not precise enough to meas-ure the weak signals of the brain. Common highly sensi-tive magnetic field sensors, such as SQUID sensors, func-tion only with extreme cool-ing, which makes their use extremely cost-intensive and technologically complex. In-novative sensor technologies such as nitrogen vacancy
centers (NV centers) or va-por cell magnetometers could become an important alterna-tive,” explains Dr. Jan Jeske, researcher at Fraunhofer IAF and project manager of research project “NV-doped CVD diamond for ultra-sen-sitive Laser Threshold Mag-netometry”, short “DiLaMag”.
Innovative opportunities for highly sensitive sensor tech-nologies arise from research-ing new quantum physical systems and from enhancing the materials basis of the sensors. In this regard, the research project “DiLaMag” wants to achieve ultra-sensi-tive laser threshold magneto-metry with the help of atomic nitrogen vacancy centers. For this purpose, the scientists at Fraunhofer IAF work on the development of the world’s first highly NV-doped dia-mond laser crystals.
Highly sensitive magnetic field sensors, suited for bio-logical applications, would for example allow for the measurement of brain and heart activities of unborn babies, and therefore help
prenatal treatment of dis-eases. The German Ministry for Education and research (BMBF) supports the five-year project as part of their youth competition “NanoMat-Futur” – a programme to pro-mote young and highly qual-ified scientists in the field of materials development (FKZ: 13XP5063).
Laser threshold magnetome-try (LSM) is an entirely new research approach. What’s new about it: NV-doped dia-mond is used as a laser medi-um in order to develop highly precise laser threshold mag-netometers. Jeske developed this concept during his time as a postdoctoral fellow at the RMIT University of Mel-bourne. “The crucial idea of
LSM is based on the concept of using a material as a la-ser medium that has an op-tically detectable magnetic resonance. Diamond with a high density of NV centers is especially well suited as laser medium due to its exception-al material characteristics,” explains Jeske. The scien-tists expect stronger signals
and higher contrasts with NV-doped diamond as laser medium, which will lead to significantly more precise measurement results. “A cru-cial advantage is the usability of NV centers in diamonds at room temperature, as they maintain their quantum properties – in contrast to, for example, SQUID sensors,” reasons the scientist.
Eine neue Generation von Robotern soll – in Magnetre-sonanztomographen (MRT) integriert – künftig Tumor-behandlungen übernehmen können. Daran arbeiten Medizintechniker des Mag-deburger Forschungscam-pus Stimulate gemeinsam mit Wissenschaftlern des renommierten Institute of Technology in Israel.
„Minimalinvasive Operatio-nen insbesondere bei Tu-morerkrankungen werden immer wichtiger, da sie pa-tientenschonender und kos-tensparender sind“, erklärt Prof. Dr. rer. nat. Georg Rose vom Forschungscampus Sti-mulate das Vorhaben. „Um jedoch die kleine Sonde be-ziehungsweise Elektrode ge-nau in den Tumor platzieren zu können, muss mithilfe einer externen Bildgebung wie Röntgen, Ultraschall, CT oder MRT navigiert wer-den. Um aber sicherzustel-len, dass der Krebs auch vollständig zerstört wurde, müsste das Temperaturfeld im Patienten kontinuierlich
gemessen werden.“ Opera-tionen im MRT seien aber bisher kaum möglich, da der Operateur im Tunnel des MRT den Patienten kaum oder gar nicht erreichen kön-ne. Spezielle Roboter sollen daher künftig das präzise Einführen der Elektroden übernehmen.
Roboter übernehmen Operationen
Imaging procedures such as magnetic resonance tomography (MRT) allow to measure the activity of brains and help prenatal treatment of diseases. Photo: Okrasyuk - shutterstock
Schematic representation of the laser threshold magnetometry. Insert: an NV center in diamond. Photo: Fraunhofer IAF
Partnerschaft besiegelt: Wis-senschaftler aus Magdeburg und Haifa arbeiten gemein-sam an dem Forschungspro-jekt. Foto: [email protected]
Messe-News 3
Big Data und Künstliche IntelligenzSmarte Krankenhäuser, Precision Medicine & mehr auf Medica-ForenKünstliche Intelligenz, Big Data oder IoT (Inter-net of Things) – es gibt wohl kaum eine Branche, in der diese Begriffe und entsprechende Einsatzop-tionen nicht weit oben auf der Agenda stehen.
Dass die Gesundheitswirt-schaft diesbezüglich keine Ausnahme bildet, zeigt die Medica 2018. Bereits zum Start der Messe stehen Big Data und Künstliche Intelli-genz beim Medica Health IT Forum auf dem Programm,
und zwar am Montag, 12. November, von 11 bis 14 Uhr. Dann geht es beispielsweise
um Künstliche Intelligenz für das smarte Krankenhaus – vom Deep Learning bis zur
Prozess-Automatisierung, aber auch um erweiterte Pa-tientenakten. Zu Künstlicher Intelligenz, IoT (Internet of Things) und Big Data kann der interessierte Fachbe-sucher dann aber auch am 13. November von 11 bis 13 Uhr beim Medica Connected Health care Forum „aus dem Vollen schöpfen“. So werden Experten die Fortschritte in der „Precision Medicine“ am Beispiel der Onkologie dar-legen und erläutern, wie die Künstliche Intelligenz dies unterstützt.
Das Medica Health IT Forum rückt neue digitale Technologien in den Mittelpunkt der Diskussion. Foto: Messe Düsseldorf / ctillmann
Ein Forum des Deutschen K r a n ke n h au s i n s t i t ut s (DKI) ist auf dem Deut-schen Krankenhaustag neuer Best andteil des Kongressprogramms. Im Mittelpunkt stehen Er-gebnisse aus der DKI-For-schung wie beispielsweise aus der Studie zur „Pflege im Jahr 2030“ oder „Pa-t ientenbefragungen im Krankenhaus: einfach und anwendungsorientiert“. Praxisorientiert ist auch wieder das Forum „Pflege im Krankenhaus“: „Neue Berufe als Antwort für den Personalmangel“, „Praxis-anleitung nach dem Pflege-berufegesetz“ oder „Lokale Gesundheitszentren“ sind nur eine kleine Auswahl des umfangsreichen The-menangebots. Unter dem Titel „Der G-BA - Wunsch und Wirklichkeit“ werden Experten aus Bundespoli-tik, Klinik und ambulan-tem Bereich im Symposium des Berufsverbandes Deut-scher Internisten (BDI) die Arbeit des Gremiums unter die Lupe nehmen.
Pfl ege im Jahr 2030 – Studie
In addition to Compamed’s exhibition area, two estab-lished forums will present the trends in the supplier field of medical technology: In Hall 8b, the Compamed Suppliers Forum focuses on the entire medical technol-ogy process chain. Among these are mechanical and electronic components as well as innovative materi-
als and all sorts of made-to-order production. Fur-thermore, the Compamed High-Tech Forum (Hall 8a) presented by the IVAM Association for Microtech-nology places key focus on microsystem technology, na-notechnologies and produc-tion technology and process control, the trade fair organ-iser announced.
Compamed forums in Hall 8Neue Softwarelösungen für die Herstellung von quali-tativ hochwertigen 3D-ge-druckten Medizinprodukten gehören zu den Schwer-punkten auf der Compamed. Nachdem zu diesem The-ma bereits im vorigen Jahr das viel beachtete Seminar „3D fab+print“ stattgefun-den hat, wird nun am 12. November eine ganztägige
Konferenz veranstaltet (3D fab+print Conference on Ad-ditive Manufacturing for me-dical applications). Auf dem Programm stehen dabei et-wa verbesserte Materialien für die orthopädische Chir-urgie oder Verbundmateri-alien mit mechanischen Ei-genschaften, die denen des natürlichen Knochens sehr ähnlich sind.
Erstmals Konferenz zu 3D-Druck
Hotspot of international sports medicineThis year’s Medica Medicine + Sports Conference to focus on corporate fi tnessSport keeps us healthy – and companies can support their employees with suitable pre-vention offers. Consequent-ly, corporate fitness is one of the important topics at this year’ws 6th Medica Medicine + Sports Conference.
The conference will take place on Tuesday and Wednes-day, November 13 and 14, as part of Medica, the world’s largest medicine trade fair with over 5,000 exhibitors from 70 countries. The trade fair will run from November
12 to 15. And sport has a lot more to off er than just preven-tive effects. The conference will also look at how doctors can purposefully use sport to help patients who have chron-ic diseases, for example.
A lot has been able to be real-ized, even before the preven-tion bill became eff ective, and the costs are carried by the health insurance companies. Especially for children and adolescents, it is important to act quickly. Therefore, the conference places emphasis
on this aspect, as well. Tech-nological innovations can help in every area of sport and are therefore illuminated accordingly in the lectures.
Every participant at the Med-ica Medicine + Sports Confer-ence also has the opportunity to take part in a health and fit-ness check. This is off ered to participants within the scope of the Guided Innovation Tour, which focuses on wear-ables and will take place in Hall 15 on Tuesday afternoon, November 13.
The Guided Innovation Tour will take place in Hall 15 on Tuesday afternoon, November 13. Photo: Messe Düsseldorf / ctillmann
4 Digitalisierung
Spinnen, die für den Men-schen gefährlich sind, gibt es hierzulande nicht. Dennoch geraten viele Menschen beim Anblick der Achtbeiner in Pa-nik. Ihr Körper reagiert mit Herzklopfen, Zittern, Schwin-del, Schweißausbrüchen oder Atemnot. Für die Behandlung der Arachnophobie haben sich verhaltenstherapeuti-sche Ansätze bewährt.
Als besonders wirkungsvoll gilt die Expositionstherapie, bei der der Patient real mit einer oder mehreren Spin-nen konfrontiert wird. Doch oftmals nehmen Betroffene keine ärztliche Hilfe in An-spruch, da sie zum einen die Konfrontation mit den angstauslösenden Krabbeltie-ren fürchten und da es zum
anderen oftmals an Thera-pieangeboten mangelt. Im Projekt „DigiPhobie“ wollen Forscher des Fraunhofer-Insti-tuts für Biomedizinische Tech-nik (IBMT) gemeinsam mit einem Industriepartner, mit der Universität des Saarlan-des und dem Universitätskli-nikum des Saarlandes diesen Problemen entgegenwirken. Sie entwickeln ein neuartiges, digitales Therapiesystem, das die Exposi tionstherapie in der häuslichen Umgebung ermög-lichen soll.
Die Konfrontation mit dem angstauslösenden Objekt in der virtuellen Realität soll es den Patienten erleich-tern, sich ihren Ängsten zu stellen, und soll die Hemm-schwelle senken, eine Be-handlung zu beginnen. Das System setzt sich aus einer
digitalen Therapieumgebung, tragbaren Sensoren und ei-ner Datenbrille, genauer ge-sagt einer Augmented-Rea-lity-Brille (AR), zusammen. „Wir übertragen die echte Konfrontationstherapie in
das digitale Spielesystem, das auf der Datenbrille läuft. Alle Übungen werden digi-tal abgebildet. Der Phobi-ker kann die verschiedenen Aufgaben wie das Einfangen einer Spinne mit einem Glas
und einer Postkarte oder das Anstupsen des Krabbeltiers in der virtuellen Realität lö-sen“, beschreibt Dr. Frank Ihmig, Wissenschaftler am Fraunhofer IBMT, den thera-peutischen Ansatz.
Therapie mit der Datenbrille Augmented Reality: Behandlung von Spinnenphobie in erweiterter digitaler Realität
Per Datenbrille auf Spinnenjagd: neuer Therapie-Ansatz für Phobiker Foto: Fraunhofer IBMT, Bernd Müller
Digitale Innovationen in In-tensivmedizin und Chirur-gie stehen im Zentrum einer Fachtagung, die das Forum MedTech Pharma am 21. No-vember 2018 in Bochum ver-anstaltet.
Die hohe Innovationsdyna-mik in der Medizintechnik sorgt dafür, dass das Spekt-rum medizinisch behandel-barer Indikationen breiter wird und sich die Erfolgsrate in Diagnostik und Therapie kontinuierlich verbessert.
Dennoch trägt nicht jede me-dizintechnische Innovation automatisch zu besserer Be-handlungsqualität, optimier-tem Workflow oder höherer Effizienz bei. Noch immer werden viele neue Produkte nicht in enger Partnerschaft mit klinischen Anwendern und oft am echten Bedarf
vorbei entwickelt. Gerade die Bereiche Intensivmedi-zin und Chirurgie, in denen komplexe technische Syste-me unverzichtbar sind, brau-chen innovative Lösungen, die sich perfekt in die Ver-sorgungsabläufe integrieren und diese einfacher und ver-lässlicher gestalten.
Wie bedarfsorientierte Me-dizinprodukte tatsächlich aussehen, an welchen Krite-rien sich entscheidet, ob In-novationen erfolgreich oder nicht erfolgreich sind und wie aktuelle Herausforde-rungen – zum Beispiel Wire-less Communication im OP, Bedienbarkeit im Einklang mit klinischem Workflow, Interoperabilität oder Zulas-sungshürden – am besten in der interdisziplinären Koope-ration gelöst werden können, ist Thema der Tagung.
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Fortsetzung von Seite 1
Robotics 5
Drugs delivery in human bodySoft robot with caterpillar-like legs capable of carrying heavy loadsA novel tiny, soft robot with caterpillar-like legs capable of carrying heavy loads and adaptable to ad-verse environment was developed from a research team led by City University of Hong Kong (CityU). This mini delivery-robot could pave way for medical tech-nology advancement such as drugs delivery in hu-man body.
Around the world, there has been research about devel-oping soft milli-robots. But the CityU’s new design with multi-legs helps reduce fric-tion significantly, so that the robot can move effi ciently in-side surfaces within the body lined with, or entirely im-mersed in, body fluids such as blood or mucus.
What makes this milli-robot stand out is its hundreds of less than 1 mm long pointed legs that looks like short tiny hair. This unique design was not a random choice. The re-search team has studied the leg structures of hundreds of ground animals including those with 2, 4, 8 or more legs, in particular the ratio between leg-length and the gap between the legs. And from there, they got their in-spiration.
“Most animals have a leg-length to leg-gap ratio of 2:1 to 1:1. So we decided to cre-ate our robot using 1:1 pro-portion,” explains Dr Shen Yajing, Assistant Professor at CityU’s Department of Bio-medical Engineering (BME), who led the research.
The robot’s body thickness measures approximately 0.15 mm, with each conical leg measuring 0.65 mm long and the gap between the legs measuring approximately 0.6 mm, making the leg-length-to-gap ratio around 1:1. More-over, the robot’s pointed legs have greatly reduced their contact area and hence the friction with the surface. Laboratory tests showed that the multi-legged robot has 40 times less friction than a limbless robot in both wet and dry environment.
Apart from the multi - leg design, the materials also matter. The robot is fabri-cated with a silicon material called polydimethylsiloxane (PDMS) embedded with mag-netic particles which enables it to be remotely controlled by applying electromagnet-ic force. “Both the materi-als and the multi-leg design greatly improve the robot’s hydrophobic property. Be-sides, the rubbery piece is soft and can be cut easily to form robots of various shapes and sizes for different ap-plications,” says Professor Wang Zuankai at CityU’s Department of Mechanical Engineering (MNE) who con-ceived this research idea and initiated the collaboration among the researchers.
Controlled by a magnetic manipulator used in exper-
iments, the robot can move in both a flap propulsion pat-tern and an inverted pendu-lum pattern, meaning that it can use its front feet to flap forward as well as swinging the body by standing on the left and right feet alternately to advance respectively. “The rugged surface and changing texture of different tissues inside the human body make transportation challenging. Our multi-legged robot shows an impressive performance in various terrains and hence open wide applications for drug delivery inside the body,” says Professor Wang.
The research team further proved that when facing an obstacle ten times higher than its leg length, the robot, with its deformable soft legs, is capable to lift up one end of its body to form an angle of up to 90-degree and cross the obstacle easily. And the robot can increase its speed by increasing the electromag-netic frequency applied. Be-fore conducting further tests in animals and eventually in humans, the research teams are further developing and re-fining their research in three aspects, namely finding a bio-degradable material, studying new shapes, and adding extra features.
Der Einsatz von Robotern ist in der Medizin längst Alltag und auch für die Re-habilitation spielen roboti-sche Systeme eine immer größere Rolle. Ein neuar-tiges, tragbares Exoskelett etwa kann Schlaganfallpa-tienten dabei helfen, sich wieder zu bewegen.
Über drei Jahre arbeitete ein interdisziplinäres For-scherteam des Deutschen Forschungszentrums für Künst l iche Intel l igenz (DFKI) an der Konzepti-on. Das entwickelte Ganz-körper-Exoskelett erfasst kinematisch annähernd den gesamten Bewegungs-raum des menschlichen Körpers.
Die Oberkörperkonstruk-tion dient dabei der Reha-bilitation, die von der fle-xiblen Beinkonstruktion getragen wird. Im Gegen-satz dazu trägt sich das Teilsystem nicht selbst, s onder n is t a n e inen Rollstuhl befestigt. Zum Aufbau der Exoskelette erarbeiteten die DFKI-Wis-senschaft ler innovative Methoden im Leichtbau sowie in der Antriebstech-nologie und Regelungs-technik.
Mobiles Exoskelett
A novel tiny, soft robot with soft caterpillar-like legs, which is ad-aptable to adverse environment and can carry heavy load, was developed. Photo: City University of Hong Kong
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Autobahn/Motorway A44
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A Messe Düsseldorf Verwaltung/Administration
B Messe Düsseldorf Verwaltung/Administration
C Messe-Center/Trade Fair Centre
D DüsseldorfCongress. Veranstaltungsgesellschaft/ Event Administration
Bedarfs- und Verbrauchsartikel | Commodities and consumer goods
� � � � � �Hallen | Halls 9-14
Elektromedizin, Medizintechnik | Electromedical equipment, medical technology
� � � � � �Halle | Hall 15
Informations- und Kommunikationstechnik | Information and communication technology
� � � � � �Hallen | Halls 15, 16, 17
Elektromedizin, Medizintechnik; Nationale und internationale Gemeinschaftsstände | Electromedical equipment, medical
technology; National and international joint participants
� � � � � �Hallen | Halls 8a, 8b
COMPAMED – High-tech solutions for medical technology
Messegeländeplan zur Medica 2018 in Düsseldorf
8 Messe-Einblicke
Welche Anforderungen Me-dizinprodukte-Hersteller im Innovationssystem Medizin-technik erfüllen müssen, er-fahren sie am Stand der Bun-desregierung.
In Halle 15/A56 stehen Ver-treter der maßgeblichen Behörden und der Selbst-verwaltung persönlich für konkrete Auskünfte rund um Forschung und Ent-wicklung, Erstattung, Zer-
tifizierung und Markt zur Verfügung. Darüber hinaus informieren Mitarbeiter von Projektträgern über konkre-te Fördermaßnahmen. Die Gesprächsangebote richten sich an Unternehmen der Me-dizintechnik – an Mitarbeiter aus Forschung und Entwick-lung, aber auch aus Regula-tory Aff airs, Erstattung oder Produktmanagement. Weite-re Informationen bietet www.medizintechnologie.de.
Beobachtung auf Einzelmolekül-NiveauNeues Messverfahren für Wechselwirkung von Medizin und körpereigenen StoffenIn der Pharmazie ist es wichtig zu verstehen, wie ein medizinischer Wirk-stoff mit körpereigenen Stoff en reagiert. Doch bis-her sind nur Messungen nach Ablauf der Reaktion möglich – wie die Interak-tion im Einzelnen genau vonstatten geht, ist unklar.
Das Fraunhofer FIT hat jetzt ein System entwickelt, mit dem sich chemische Reak-tionen von Anfang bis Ende auf Einzelmolekül-Niveau be-obachten lassen. Es basiert
auf dem Prinzip der Elekt-robenetzung („Electrowet-ting-on-Dielectric“ oder kurz „EWOD“). Das EWOD-BioPro System (Compamed, Halle 8a, Stand P13) erlaubt den Transport und die Manipu-lation von kleinsten Flüssig-keitsvolumina (ca. 150 nl) mit sehr hoher Präzision.
Die Reaktionsprozesse wer-den dabei mit einem konfo-kalen Mikroskop beobachtet, das hochauflösende Messun-gen erlaubt. „Der Clou ist, dass es uns jetzt erstmals ge-
lungen ist, dabei die Abläufe bei der Interaktion der beiden Tröpfchen auf Einzelmole-kül-Niveau zu beobachten – und somit die gesamte Pro-zesskette zu erfassen“, sagt Lorenz Sparrenberg, der am Fraunhofer-Institut für Ange-wandte Informationstechnik (FIT) das Forschungsprojekt leitet. Durch die Kombina tion aus Elektrobenetzung und konfokaler Mikroskopie kön-nen die Interaktionen unter natürlichen Bedingungen un-tersucht werden, wie sie etwa auch im Körper stattfinden. EWOD-BioPro Electrowetting-on-Dielectric System Foto: Fraunhofer FIT
The product market “High-tech for Medical Devices”, initiated by the IVAM Micro-technology Network, is Com-pamed’s largest joint pavili-on with 55 exhibitors. This year, the IVAM area in Hall 8a is characterized by its special internationality.
The exhibitors come from Ger ma ny, Sw it zerla nd, France, the USA, the Nether-lands, Austria, Great Britain, Greece, Belgium and Spain. The highlights and new fea-
tures of the product market include, for example, bio-ceramic materials that are used as bone substitute ma-terial and components for use in dental technology and endoprostheses, which will be exhibited by the Fraun-hofer Institute for Ceramic Technologies and Systems (IKTS). Another highlight of the exhibition is the pre-sentation of micro- and na-nostructured components such as titer plates for stem cell research.
“High-tech for Medical Devices”
Seit 2013 ist die Bundesregie-rung bei der Medica mit einem eigenen Stand vertreten. Foto: Leo Seidel / VDI TZ
Förderung im FokusInnovationssystem Medizintechnik in Halle 15
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Wellbeing 9
Relax playfully with the anti-stress app “Stress-Mentor” software contains a diary to better observe stress in day-to-day lifeAn app that reminds us-ers to relax every day has been developed by Dr. Corinna Faust-Christmann from the wearHEALTH jun-ior research group at the Technische Universität Kaiserslautern (TUK) and her team. The research-ers will present their “Stress-Mentor” applica-tion in Hall 7a, stand B06.
“We off er a series of exercis-es,” says the psychologist. “These exercises last be-tween five and 45 minutes. They can be individually in-tegrated into daily routine.” These include meditation, movement and stretching ex-ercises. The app “Stress-Men-tor” is designed to playfully
increase motivation. In this context, experts speak of “gamification”. “We have a little birdlike mythical crea-ture in our app, the Rhine-land-Palatinate Elwetritsch. The user has to look after the animal by carrying out at least one exercise every day,” continues Faust-Christmann. “Up to three exercises a day are possible.”
In addition, the app contains a diary to better observe stress in day-to -day life. “Using scales, the user can quickly assess how stressful the day was or the positive ex-periences they made. It takes about a minute to record such information,” says the researcher. This health app
is not intended for long-term use. “It is active for about three months, depending on how regularly it is used,” continues Faust-Christmann. “It’s meant to teach you how to deal with stress more consciously.” The exercises
should simply be integrated into everyday life after that time. Stress-Mentor is to be launched on the market free of charge for Android devic-es at the end of next year. The program of the Kaisers-lautern research team is not
only interesting for stress management, but also for pain patients. Faust-Christ-mann’s team is working on this project together with Dr. Katja Regenspurger from the University Hospital in Halle.
In addition, more functions will be added to the app. If a pain attack occurs, it should help, for example, to plan the further course of the day more easily in order to get help. “We would also like to offer a diary in which pain days or parameters such as pain intensity can be record-ed,” says Faust-Christmann. The app “Pain-Mentor” could, for example, be used as an aid for multimodal pain ther-apy.
Dr. Corinna Faust-Christmann and her team have developed the app called “Stress-Mentor”. Photo: AG wearHEALTH
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Transforming the tumor surgeryJust-in-time 3D implants: custom parts to be printed in real timeA major new Australian research project using 3D implants and robotic sur-gery is set to radically ad-vance the way physicians surgically treat tumours and bone cancer. It is al-so expected to dramati-cally improve patient and healthcare outcomes.
The five-year project, “Just-in-time implants”, brings together the Australian Gov-ernment, RMIT University in Melbourne, the University of Technology Sydney (UTS), St Vincent’s Hospital Mel-bourne and a global medical technology company. Worth more than $12.1 million in research effort, the work is partially funded by the part-ner with co-funding from the Innovative Manufacturing Cooperative Research Centre (IMCRC), which is contribut-ing $A2.36 million in cash.
Custom printing
Lead researcher, RMIT’s Pro-fessor Milan Brandt, and the project team will combine 3D printing, robotic surgery and advanced manufacturing to create tailored implants for patients with bone can-cer. “Our aim is to bring the technology to the theatre,” Brandt said. “While patients are having their cancer re-moved in the operating thea-tre, in the next room, we are custom printing an implant to precisely fill the space left after removal of the diseased bone.”
St Vincent’s Hospital’s Profes-sor Peter Choong said just-in-time implants will transform the delivery of care for people with bone cancer. “By com-bining specialised imaging techniques, 3D printing and the accuracy of robotic as-sisted surgery, we are aiming to deliver a personalised im-
plant in time for the surgeon to remove the cancer and re-pair the patient’s bone in the one operation,” Choong said. “This process will expand the surgical options available to patients and surgeons and in-crease the potential for limb saving surgery.”
Major shift
The novel process represents a major shift in the way im-plants are designed, manu-factured and supplied and could lead to bespoke local manufacturing. “This is the future of implants and robotic surgery,” said Rob Wood, Di-rector Research and Develop-ment of the partner. “Austral-ia is leading the way globally in developing and implement-ing new manufacturing mod-els and technology in the medical space – combining robotic surgery and additive manufacturing.
“We are extremely excit-ed about this project and the incredible benefits that this research will deliver
to patients in Australia and across the world.” David Chuter, IMCRC CEO and Managing Director, said that the project was a great ex-ample of how research-led innovation in manufactur-ing drives better products, services and processes. “It
highlights how Australia’s medtech environment off ers research partners a unique setting for innovative re-search programs,” said Chut-er. “Specifically, this project will establish advanced manufacturing capabilities
that will ensure competitive advantage domestically and internationally. It will also train a new generation of en-gineers and researchers in medical robotics and the ad-ditive manufacturing of med-ical implants.” Professor Em-manuel Josserand, Director
of the Centre for Business and Social Innovation at UTS, said the project would also have a wider impact for business and the economy, as Australia transitions from traditional to advanced man-ufacturing.
Eine Kapsel, die geschluckt wird und im Magen oder Darm ein therapeutisches Gas freisetzt, wollen Phar-mazeuten der Uni Würz-burg entwickeln. „Entzün-dungen des Darms zum
Beispiel können durch ge-ringe Konzentrationen von Kohlenmonoxid gelindert werden“, sagt Professor Lo-renz Meinel, Inhaber des Würzburger Lehrstuhls für Pharmazeutische Technolo-gie und Biopharmazie. Sein Team arbeitet an einer Kap-sel, die geschluckt wird und kleine Mengen Kohlenmo-noxid erst dort freisetzt, wo sie wirken sollen.
Heil-Kapsel für Magen und Darm
This is a 3D-printed element inserted into bone, with additional examples. Photo: RMIT University
Just-in-time implants will transform the delivery of care for peo-ple with bone cancer, experts say. Photo: RMIT University
Drückt man die Kapsel zu-sammen, vermischen sich ein Feststoff und eine Flüssigkeit, die zuvor getrennt waren. Das therapeutische Gas entsteht und tritt aus. Foto: Cornelius Hermann
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M e d i c a l - P r o c e s s Te c h n o l o g y
H e i n z S c h a d e G m b H
Medizintechnik 12
Shutterbrille statt Klebepfl aster Neuartige Brillenelektronik für Behandlung von SchwachsichtigkeitBei der Behandlung der so-genannten Schwachsichtig-keit (Amblyopie) könnten künftig interaktive Shutter-brillen die herkömmlichen Klebepflaster ersetzen. Ein Funktionsmuster der neu-artigen Brillenelektronik zeigt das Fraunhofer IBMT in Halle 10 am Stand G05/H04.
Die funktionale Sehschwäche eines Auges ist eine häufige Ursache für Sehbehinderun-gen bei Kindern. Standardmä-ßig wird die Amblyopie durch Abdecken des besseren Au-ges mit einem verdunkelnden Pflaster therapiert. Das ge-schädigte Auge wird auf diese Weise trainiert, das Gehirn nimmt dessen Signale an.
Je früher die Behandlung er-folgt, desto besser stehen die Heilungschancen. Nachteile dieser Okklusions-Thera-pie sind das eingeschränkte räumliche Sehen und der ent-stellende Charakter des Kle-
bepflasters. Häufig lehnen Kinder ein solches Pflaster ab und tragen es nicht. Daher verfehlt die Therapie oftmals ihr Ziel, denn der Erfolg der Behandlung hängt von der Okklusions-Tragezeit ab.
Im Verbundprojekt InsisT wollen die Projektpartner die schwierige Behandlung kleiner Kinder entscheidend vorantreiben und die Thera-pieadhärenz durch eine inter-aktive, kontextsensitive Shut-
terbrille mit sensorischem Feedback verbessern. Dank der neuen Technologie lässt sich die Abdeckung des Auges situationsbedingt steuern, bei bewegungsintensiven Ak-tivitäten kann sie ausgesetzt werden, um Unfälle aufgrund eines fehlenden räumlichen Sehvermögens zu vermei-den. Für die Steuerung der Brille sorgt eine multimodale Sensorik, die sich in den Bril-lenbügeln befindet. Forscher des Fraunhofer-Instituts für
Biomedizinische Technik (IBMT) entwickeln diese Brillenelektronik sowie die Smartphone-App, mit der die Eltern des erkrankten Kindes die Therapie überwachen kön-nen. Sämtliche Informatio nen werden in einer digitalen Pa-tientenakte gesammelt, eben-falls eine Entwicklung des IBMT -Forscherteams.
Erste Praxis-Tests sind für das zweite Quartal 2019 ge-plant. Eine Validierungsstu-die zum Projektende soll den erwarteten medizinischen Nutzen belegen. Ein erstes Funktionsmuster der Bril-lenelektronik liegt vor, im nächsten Schritt wird diese miniaturisiert, damit sie sich in Kinderbrillengestelle ein-bauen lässt. Darüber hinaus arbeiten die Forscher an der Optimierung der Batterielauf-zeit, wofür ein energieeffi zi-enter Betrieb der Elektronik realisiert wird. Das Laden der Shutterbrille erfolgt induktiv, also drahtlos.
Funktionsmuster der Brillenelektronik Foto: Fraunhofer IBMT, Bernd Müller
Um innovative Systeme und Verfahren zum hausärztli-chen Patientenmonitoring zu entwickeln, bündeln Elektrotechniker, Medizi-ner und Wirtschaftsinfor-matiker der TU Dresden in einem neuen Telemedi-zin-Projekt ihre Kräfte.
Zunächst wird im Projekt „Häusliche Gesundheits-station“ eine neuartige medizinische Messtechnik entwickelt. Dabei liegt ein besonderes Augenmerk auf der Bedienfreundlichkeit für die Patienten. Die Er-gebnisse sollen in bereits bestehende Smart-Home-Lö-sungen eingebaut werden.
Im zweiten Projektteil wird für weitere Telemedizinpro-jekte in Sachsen ein Evalu-ierungstool entwickelt. Es soll objektive Vergleichs-standards für telemedizini-sche Lösungen bieten, die für deren Auswahl und Um-setzung essenziell sind.
Neues Projekt Telemedizin
Detecting calcifi cation at an early stageScientists develop novel diagnostic software to plan surgeries even more effectively Arteriosclerosis is one of the widespread diseases. If the blood is no longer pumped properly through the veins, a heart attack or stroke may be the conse-quence. In most cases, the disease is only diagnosed at an advanced stage.
Computer scientists from Kai-serslautern (Hall 7a, Stand B06 at Medica) are working on software that will enable doctors to detect calcification early and to plan surgeries more eff ectively. For this pur-pose, they use image data from computer tomographies (CT).
Too little exercise, unhealthy food, smoking – these factors promote arteriosclerosis. In industrialized countries, the disease is responsible for half of all deaths.
“It is usually only discov-ered when it has already ad-vanced,” says Christina Gill-mann from the Technische Universität Kaiserslautern (TUK). “On CT images, phy-sicians can only recognize these deposits, if thicker layers are already present on the vessel walls.” The on-ly therapy that can then be considered at this point is surgery.
However, if arteriosclerosis is detected at an early stage, it can be treated with a healthy diet and exercise. That’s what the computer scientists around Gillmann are working on. They are developing a com-puter program to help doctors to make an early diagnosis.
In this method, already exist-ing CT images are used. This X-ray method provides doctors with patient images in layers, which are usually shown in grayscale. “The resolution of these images is not very high,” says the computer scientist. “To detect arteriosclerosis at an early stage, the data must
be processed in a different way.” Gillmann and her team screen the CT images for ad-ditional information with their software. For example, they are able to accurately repre-sent the arterial bifurcations and better classify and locate the progress of the disease.
In addition, the computer scientists analyse different types of catheters that can be used during the operations. In this way, the best possi-ble solution can be found for the individual patient and the risk of potential compli-cations during and after the surgery can be reduced. The
researchers at the TUK are developing their system in collaboration with doctors from Dayton in the USA un-der Professor Dr Thomas Wis-chgoll and from Colombia un-der Professor Dr José Tiberio Hernández Peñaloza.
However, a few more years of development work will be needed before the system can be used in hospitals. The method will also be of inter-est to industrial companies. They could, for example, use the technology to screen their products more specifically in order to detect possible dam-aged areas.
