Maximilian Kehmann, 1. Preis

Maximilian Kehmann beschreibt die Ausgangslage wie folgt: „Um Frühgeborene, die vor der 37. Schwangerschaftswoche geboren werden, am Leben zu erhalten, werden Inkubatoren benötigt. Um deren Funktionalität zu gewährleisten, müssen regelmäßig messtechnische Kontrollen (MTK) durchgeführt werden. Die Durchführung von MTK sollten Medizintechnikstudenten bereits im Studium erlernen. Ziel der Arbeit ist es daher ein Messsystem zu entwickeln, dass in einem Praktikumsversuch genutzt werden kann, um eine MTK an einem Inkubator durchzuführen“.

Dafür entwickelte Maximilian Kehmann im Rahmen seiner Bachelorarbeit ein Messsystem nach dem Produktentwicklungsmodell der VDI 2221. Zuerst eine Anforderungsliste mit Pflicht- (F) und Wunschanforderungen (W) erstellt. Danach wird ein Black-Box-Modell erstellt, um die Funktionsstruktur aus diesem abzuleiten. Für jede Teilfunktion werden Lösungsmöglichkeiten gefunden, die hinsichtlich ihrer Güte anhand der Faktoren Funktionalität, Sicherheit und Kosten bewertet werden. Der Lösungsweg mit der höchsten Güte ist die Gesamtlösung und wird in einem morphologischen Kasten dargestellt. Als Ergebnis wurde eine Anforderungsliste mit 24 Anforderungen (17 F, 7 W) erstellt und hieraus eine Black-Box sowie eine Funktionsstruktur mit neun Teilfunktionen abgeleitet.

Das Messsystem konnte vollständig entwickelt werden, erfüllt alle Pflicht- und Wunschanforderungen und konnte im Praktikum bereits erfolgreich angewendet werden. Die Datenübertragung der Messdaten an den Server bietet perspektivisch die Möglichkeit den Versuch remote in Onlinepraktika durchzuführen.

Dario Léon Merten, 2. Preis

Der zweite Preis geht an Dario Léon Merten, der seine Masterarbeit im Studiengang Physikalische Technik an der Berliner Hochschule für Technik schrieb. Sein Thema ist die „Entwicklung einer Strategie zur Ausfallsvorhersage für bildgebende Systeme am Beispiel der BG Kliniken“.

Die Ziele der vorliegenden Masterarbeit waren es, „zu evaluieren, ob betreiberseitig eine Ausfallsvorhersage für bildgebende Systeme realisierbar ist und wie die strategische Umsetzung in die bestehende Instandhaltung der BG Kliniken erfolgen kann. Die Bestandserfassung der bildgebenden Systeme, Prozesse in der Medizintechnik und der Entwicklungsstand der Her-steller dienten hierbei als Grundlage, um drei Strategieansätze zu extrahieren.

Diese beziehen sich auf die Nutzung firmeninterner Daten, geräteseitiger Daten sowie herstellerseitige Lösungen. Aus diesen Ansätzen wurden zwei Strategien abgeleitet, welche als Pilotprojekte in den BG Kliniken umgesetzt werden. Diese Pilotprojekte zielen auf eine Planbarkeit der Ausfallszeiten, die Vermeidung von kostenintensiven sowie riskanten Systemausfällen und die Verminderung des korrektiven Anteils des bestehenden Strategiemixes der Instandhaltung ab.“

Mithilfe der erarbeiteten Strategien kann eine Optimierung der momentan bestehenden Instandhaltungsstrategie und der Arbeitsbedingung innerhalb der Kliniken erreicht werden.

Veronika Hofmann, 3. Preis

Veronika Hofmann, die ihre wissenschaftliche Arbeit im Studiengang Medizintechnik an der Universität Stuttgart geschrieben hat, erhält den dritten Preis für das Thema „Entwicklung und Evaluation eines Exoskeletts für die Landwirtschaft“.

„Bei körperlich anspruchsvollen Arbeiten, wie sie vermehrt im Agrarsektor auftreten, ist das Risiko von Erkrankungen am Muskel-Skelett-Apparat besonders hoch. Um diese gesundheitlichen Beschwerden präventiv vorzubeugen, können am Körper getragene Exoskelette Abhilfe verschaffen und die Arbeitenden entlasten. Die Forschungsgruppe Biomechatronische Systeme am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, kurz IPA, forscht an diesen Unterstützungssystemen. Ziel dieser Masterarbeit ist die vollständige Entwicklung eines neuen Exoskeletts für den Einsatz in der Landwirtschaft. Die Konzeptionierung erfolgt anhand des methodischen Entwicklungsprozesses nach VDI 2221-Blatt 1 (2019) und wird im Anschluss mittels CAD konstruktiv ausgearbeitet. Die erfolgreiche Fertigung resultiert in einem Prototyp, welcher drei verschiedene Unterstützungskonzepte aufweist. Diese können einzeln getestet werden, um auf das bestmögliche Konzept zu schließen. Die Evaluation des Exoskeletts erfolgt anhand des eigens entwickelten Testparcours, welcher im Konzept des EXOWORKATHLON® umgesetzt wurde. Ergebnisse zeigen, dass die Nutzenden vor allem im Bereich des unteren Rückens weniger Belastung spüren. Sowohl die Nutzungsfreundlichkeit als auch der Tragekomfort, die Anpassungsmöglichkeiten und die Bewegungsfreiheit wurden von den Teilnehmenden der Studie sehr positiv bewertet.“

Merlin Behling, 1. Preis

Der erste Preis geht an Merlin Behling, der im Studiengang Maschinenbau der Universität Stuttgart im Institut für Medizingerätetechnik (IMT) studiert hat. Sein Thema ist die „Entwicklung und Charakterisierung eines sterilisierbaren Geigerzählers.“

Gegenstand seiner Arbeit ist, „eine innovative low-cost Lösung zu entwickeln, welche zur endoskopischen Lokalisation von radioaktiv markierten Krebszellen genutzt werden kann. Die Lokalisation erfolgt dabei minimalinvasiv während des Eingriffes zur Entfernung der entarteten Zellen, die hierfür vorab mit einem radioaktiven Tracer markiert wurden.“

Die Gesamtkosten für den in der Bachelorarbeit entwickelten Prototypen betragen dabei nur ca. 65 Euro.Durch die geringeren Kosten des Prototyps, wird eine wirtschaftliche Distribution des Sensorkopfes als Einmal-Produkt ermöglicht. Dies führt dazu, dass dieses Behandlungsverfahren für kleinere Kliniken zugänglich gemacht werden kann. Darüber hinaus können Länder mit schwächerer medizinischer Infrastruktur versorgt werden, da sich die hohen Investitionskosten erübrigen. Somit kann dieser Prototyp einem breiten Patientenkollektiv zugutekommen.

Für den Einsatz des Gerätes spricht zum einen, dass es dazu beiträgt, die vollständige Entfernung entarteter Zellen zu gewährleisten und so das Risiko einer erneuten Krebsentwicklung zu verringern. Zum anderen kann mithilfe des Gerätes präziser operiert und somit umliegendes Gewebe lokaler und weniger radikal entfernt werden. Die Bachelorarbeit schaffte außerdem die technischen Grundlagen zum erfolgreichen Aufbau eines Prototyps, welcher für ex vivo Untersuchungen mit echtem Gewebe geeignet ist. Darüber hinaus konnten eine Effizienzsteigerung und eine Miniaturisierung des Messkopfes realisiert werden

Cornelius Schlegel, 2. Preis

Der zweite Preis geht an Cornelius Schlegel, der seine Bachelorarbeit im Studiengang Medizintechnik der Eberhard-Karls Universität Tübingen und Universität Stuttgart im Forschungsinstitut für Augenheilkunde erarbeitet hat. Sein Thema ist die „Entwicklung und Konstruktion eines Prototyps zur Steuerung von Operationsrobotik in der Ophthalmologie“.

Der im Rahmen dieser wissenschaftlichen Arbeit entwickelte Prototyp zur Steuerung von Operationsrobotik in der Ophthalmologie erfasst die Handbewegungen der Operierenden und wandelt diese in Positions- und Orientierungsdaten um. Die Steuerungskonsole gibt dieses Datenpaket seriell aus, womit eine universelle Anwendung jeglicher Operationsrobotik möglich ist.

Der Prototyp dient als Grundlage für den weiteren Entwicklungsprozess einer Robotersteuerung und gibt ein breites Spektrum an Ausarbeitungsmöglichkeiten. Auf Grund der Eigenständigkeit des Bedienelements kann die Konsole sowohl als Robotersteuerung, als auch als Simulationscontroller in Forschungs-einrichtungen, Schulungszentren oder Laboren fungieren. Das Funktionsprinzip des Hybriden aus paralleler und serieller Kinematik führt zu einer benutzerfreundlichen Anwendung und ist vom Fachpersonal intuitiv bedienbar, da das zu führende Bauteil den Geometrien eines regulären ophthalmologischen Instruments gleicht. Die geringen Herstellungskosten und die Auslegung als Stecksatz machen die Konstruktion leicht reproduzierbar.

Die Steuerungskonsole trägt zu einem rasanteren Fortschritt der Operationsrobotik sowohl im klinischen als auch im außerklinischen Bereich bei. Das schnellere, präzisere und assistierte Operieren mit Hilfe der Robotik fördert die Wirtschaftlichkeit und die Erfolgsrate der Krankenhäuser.

Denis Weis, 3. Preis

Dennis Weis hat seine wissenschaftliche Arbeit an der Fachhochschule Aachen, Campus Jülich Fachbereich 9,Medizintechnik und Technomathematik, geschrieben. Sein Thema war „Reprocessing von wiederverwendbaren Medizinprodukten“.

Die Aufgabenstellung seiner Abschlussarbeit ist die Beschreibung der Aufbereitung von wiederverwendbaren Medizinprodukten in Kombination mit der Erarbeitung einer allgemeingültigen Aufbereitungsanweisung für die Firma Fritz Ruck Ophthalmologische Systeme GmbH (Fritz ruck).

Dennis Wies schildert in seiner Arbeit die theoretischen Grundlagen zur Wiederaufbereitung, die gesetzlichen Hintergründe und in Verbindung stehende Normen und Richtlinien. Auf diesem Hintergrund aufbauend analysiert er den Status quo innerhalb der Fritz Ruck, die Definition von stellvertretenden Worst-Case-Produkten (WCP), die Ausarbeitung der Aufbereitungsanweisung und die Planung der notwendigen Untersuchungen im Testlabor. Seine Ergebnisse stellen schließlich die Grundlage für die finale Aufbereitungsanweisung dar.

Elisa Henke, 1. Preis

Den ersten Preis erhielt Elisa Henke von der Westsächsischen Hochschule Zwickau. „Schnittstelle Informationstechnik und Medizintechnik – Risikomanagement nach DIN EN 80001-1:2011“ lautet das Thema ihrer Arbeit, in der Elisa Henke einen Überblick über die Norm DIN EN 80001‑1:2011 gibt. Des Weiteren fokussiert die Bachelorarbeit die praktische Anwendung des Risikomanagements für zwei Softwarelösungen, welche Medizinprodukte darstellen. Als Ergebnis der Bachelorarbeit konnte sowohl die theoretische Darstellung der Norm DIN EN 80001‑1:2011 als auch die praktische Umsetzung des Risikomanagements für zwei Medizinprodukte erzielt werden.

Franziska Meindl, 2. Preis

Der zweite Preis geht an Franziska Meindl, die ihre Arbeit mit dem Thema „Optimiertes Qualitätsmanagementkonzept für eine Aufbereitungseinheit für Medizinprodukte (AEMP) nach EN ISO 13485:2016“ an der Ostbayerischen Technischen Hochschule in Amberg-Weiden entwickelt hat. Franziska Meindl hat in ihrer Abschlussarbeit „eine praktische Methode entwickelt, um den Verantwortlichen von Aufbereitungseinheiten für Medizinprodukte zu helfen, ihr Qualitätsmanagementsystem nach EN ISO 13485:2016 transparent darstellen und gleichzeitig bewerten zu können. Diese „Qualitätsmanagementsystembewertungsmatrix“ wird zum einen dem kontinuierlichen Verbesserungsprozess gerecht, Schwachstellen können damit aufgedeckt werden und man könnte sich Deutschlandweit vergleichen um eine flächendeckend gute Versorgung von aufbereitbaren Medizinprodukten sicherzustellen“.

Niklas Schmotz, 3. Preis

Mit dem dritten Preis wurde Niklas Schmotz, Berufsakademie Sachsen, Staatliche Studienakademie Bautzen ausgezeichnet. Er hat ein Konzept   für eine neue Funktion in Beatmungsgeräten entwickelt. Unter Zuhilfenahme vernetzter Technologien soll diese Funktion die Anwenderfreundlichkeit und auch die Patientensicherheit der Geräte erhöhen.

Entwickelt wurde das Konzept einerseits durch Testversuche im Labor und andererseits durch Expertengespräche mit Anwendern/innen.

Da diese Arbeit in Zusammenarbeit mit einem Industrieunternehmen verfasst wurde und eine umfassende Verschwiegenheitserklärung vorliegt, darf der Titel nicht veröffentlicht werden.