Forschung

"Elektronische und mechatronische Assistenz-Systeme für die Medizin der Zukunft."

Der Lehrstuhl für Medizinische Informationstechnik beschäftigt sich speziell mit wissenschaftlichen Fragestellungen in den Bereichen "Personal Health Care" und "Automatisierungstechnik in der Medizin".

Der Schwerpunkt Personal Health Care umfasst tragbare, medizinische Geräte, die speziell zum diagnostischen Einsatz im häuslichen Umfeld konzipiert werden. Die aktuellen technologischen Entwicklungen finden in den Bereichen "intelligente Textilien" und "Body Area Networks" (BAN) statt. Dies wird durch Grundlagenforschung in verwandten Gebieten, wie z.B. Signalverarbeitung und Bewegungsartefakt-Unterdrückung, und im Bereich der Sensorfusion ergänzt. Im Hinblick auf die demografische Entwicklung, speziell in den Industriestaaten, konzentriert sich der Lehrstuhl auch auf die Bedürfnisse der älteren Generation, z.B. Technik, die das selbstständige Leben zuhause erleichtert.

Automatisierungstechnik in der Medizin umfasst die Modellbildung und Implementierung von rückgekoppelten Therapieverfahren. Forschungsprojekte befassen sich mit Werkzeugen und Methoden zur Modellierung und Substitution physiologischer Regelkreise, z.B. sensorgestützte künstliche Beatmung, aktive Hirndruckregelung oder Regelung und Optimierung der Dialyse. Ein weiteres Interessengebiet des Lehrstuhls ist die Biomechatronik.

Dort wo es notwendig und sinnvoll erscheint, werden Sensoren und Messelektronik entwickelt, z.B. im Bereich der kontaktlosen Messung physiologischer Größen durch magnetische Bioimpedanzmessung, Bioimpedanzspektroskopie und induktive Plethysmographie.

Das V-Modell

Das V-Modell, dessen Ursprung in der Softwareentwicklung liegt, dient der zeitlichen und strukturierten Spezifikation der einzelnen Phasen im Laufe einer Produktentwicklung. Hierbei werden ausgehend von der Systemanforderung weitere Detaillierungsstufen definiert. Während des Systementwurfs werden diese Phasen zu einer höheren Detailebene durchlaufen, wohingegen die Systemintegration auf der höchsten Detailebene am Ende des Systementwurfs ansetzt und an dessen Ende das fertige Produkt als Ergebnis steht. Das Bindeglied zwischen Systementwurf und -integration stellt hierbei eine domänenspezifische Modellbildung und –analyse dar. Auf allen Detailstufen wird hierbei ein Abgleich zwischen Anforderungen und Umsetzungen durchgeführt, um so die geforderten Eigenschaften abzusichern.

Das V-Modell in der Forschung

Auch in der Forschung kann die Verwendung des V-Modells zu einer Strukturierung des Vorgehens genutzt werden. So werden bei der Entwicklung neuer Geräte oder Verfahren zunächst Systemanforderungen herausgearbeitet, welche anschließend in ersten Entwürfen weiter spezifiziert werden. Am Ende dieser Prozesskette können nun geeignete Verfahren (FEM-Simulation, Simulation elektrischer Schaltungen und geregelter Systeme) verwendet werden, um die Systemanforderungen zu überprüfen. Anschließend werden die theoretischen Überlegungen im Rahmen der Systemintegration in Teilkomponenten umgesetzt, welche schließlich zum fertigen Prototyp zusammengefügt werden. Hierbei wird auf allen Detailstufen jeweils die Funktionalität mit der Anforderungen abgeglichen, um bereits frühzeitig Abweichungen zu detektieren und Gegenmaßnahmen zu

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