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Systemplattform für intelligente Implantate

Intelligente Implantate gewinnen durch die zunehmende Miniaturisierung immer mehr an Bedeutung zur Lösung komplexer medizinischer Fragestellungen. Der Heinz Nixdorf Lehrstuhl für Medizinische Elektronik forscht an einer Systemplattform mit deren Hilfe Sensordaten von implantierten Systemen im Körper des Patienten drahtlos übertragen werden.

Die intelligente Zahnschiene zur Diagnose und Therapie von Zähneknirschen

Bruxismus ist das nicht funktionelle Knirschen, Pressen, Reiben und Klappern mit den Zähnen. 5-10% der Erwachsenen Bevölkerung leiden heute unter Bruxismus. Bruxismus tritt sowohl am Tag wie auch in der Nacht auf, und geschieht hauptsächlich unterbewusst. Die Ursachen des Zähneknirschens sind meist psychisch: Bruxismus stellt eine Art Kompensation für Stress, Angst oder Depression dar. Die Symptome reichen von abgeriebenen Zähnen bis hin zu Schmerzen der Muskulatur und des Kiefergelenks, aber auch Kopf- und Nackenschmerzen sind die Folge. Als Initialtherapie wird häufig für den Patienten individuell eine Kunststoffzahnschiene angefertigt um die Zähne zu schützen.

Am Heinz Nixdorf-Lehrstuhl wurde im Rahmen einer Exist-Seed Förderung des BMWi ein drahtloses Messsystem für Bruxismus ("SensoBite") entwickelt, das sich aufgrund seiner geringen Größe in eine herkömmliche Zahnschiene integrieren lässt (siehe Abb.1).

Intelligente Zahnschiene
Abb.1: Zahnschiene mit integriertem Sensor Chip
Die Kauaktivitäten werden mittels eines piezoelektrischen Sensorsystems gemessen. Ein Funktransmitter sendet die Messdaten drahtlos an einen Empfänger, der die Größe einer Streichholzschachtel besitzt und sich am Schlafplatz oder am Körper des Patienten befinden kann. Der Empfänger speichert die über mehrere Monate empfangenen Messdaten. Über eine USB-Schnittstelle können die gespeicherten Daten auf den Computer des behandelnden Arztes übertragen werden. Das System erlaubt eine Überwachung der Bruxismusaktivität sowohl am Tag als auch in der Nacht, ohne eine Störung des Patienten hervorzurufen.
Eine Software welche eine Analyse hinsichtlich Zeitpunkt, Intensität und Häufigkeit der Knirschaktivitäten erlaubt, unterstützt das System. Anhand der aufgezeichneten Messdaten lassen sich individuelle Ursachen von Bruxismus identifizieren und eine entsprechende, personalisierte Therapie ableiten. Gleichzeitig ist ein sofortiges taktiles (Vibration) oder akustisches Biofeedback über den Empfänger möglich. Dieser Reiz führt langfristig zu einer Konditionierung des Patienten und damit zu einer Reduktion der Bruxismusaktivität.   Gesamtsystem
Abb.2: Komplettes System mit: Zahnschiene (1); taktiles Biofeedback (2); Frontend (3)

 

 

 
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