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Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Lena Zentner
Fachgebietsleiterin
Email: lena.zentner@tu-ilmenau.de
Tel: +49 3677 69-1779
Technische Universität Ilmenau
Fakultät für Maschinenbau
Fachgebiet Mechanik Nachgiebiger Systeme
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. L. Zentner
Max-Planck-Ring 12
Werner-Bischoff-Bau Raum 2260
98693 Ilmenau
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Fachgebiet Mechanik Nachgiebiger Systeme
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. L. Zentner
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Hochpräzise navigations- und robotergestützte Operationsverfahren eröffnen prinzipiell die Möglichkeit, komplexe Insertionswege, wie der gewundene Verlauf der Hörschnecke, zu überwinden. Damit soll das Implantat während der Insertion bestmöglich dem natürlichen Verlauf des Innenohres geführt werden, um durch gezielte Konfigurationsänderung das Maß an Kontakt zwischen Implantat und umgebender Anatomie zu minimieren. Notwendig dafür ist jedoch ein definiertes und genau mathematisch beschreibbares Verformungsverhalten des Implantats, wodurch es möglich wird, die Vorteile nachgiebiger Mechanismen – ein definiertes Verformungsverhalten mit modiolusnaher Endlage des Elektrodenträgers – gezielt zu nutzen. Dies wäre eine grundlegende Neuerung in der Cochlea-Implantat-Versorgung, denn alle bisherigen Implantate realisieren eine modiolusnahe Endlage durch zusätzliche versteifende Strukturen oder verzichten zugunsten höherer Flexibilität vollständig darauf. Zudem ist eine präzise Insertion durch Anpassung der Verformung an den Verlauf der Cochlea grundsätzlich nicht möglich. Durch analytische Modellbildung und modellbasierte Untersuchungen können die notwendigen mechanischen Eigenschaften des Elektrodenträgers und Aktorik simulationsgestützt entworfen werden. Hochpräzise Schliffbildgebung dient der notwendigen Erfassung der filigranen Anatomie des Innenohres. Mittels Demonstratoren soll anschließend die Funktionfähigkeit und Eignung der neuartig aktuierten Elektrodenträger nachgewiesen werden. Diese Grundlagen werden eine Basis für fluidisch aktuierte Endoskopen und Katheder für weitere schonende chirurgische Anwendungen bilden.
Die zunehmende Komplexität der chirurgischen Zugänge und die wachsende Bedeutung nicht-linearer Zugangswege fordern Alternativen zu den herkömmlichen medizinischen Instrumentarien. Diese weisen meist einen deutlich höheren Raumbedarf auf, z.B. Bowdenzugmechanismen, oder erfordern umfangreiche die gesamte Struktur stark versteifende Komponenten. Die hohe Steifigkeit steht dann im Gegensatz zur vorgesehenen Anwendung. Diese Problematik ist besonders gravierend bei Cochlea-Implantaten (CI), die in ein mehrfach gewundenes Hohlorgan (Cochlea) eingeführt werden, um den funktionell intakten Hörnerv elektrisch zu stimulieren und so ein Sprachverstehen zu ermöglichen. Trotz stetiger Verbesserung der operativen Technik als auch der Elektrodenträger kommt es jedoch bei der Insertion immer wieder zu Verletzungen der empfindlichen, funktionellen Strukturen des Innenohres. In Folge dessen ertauben resthörige Patienten operationsbedingt, so dass die angestrebte kombinierte Versorgung – ein CI für ertaubte Frequenzbereiche und „normales“ Hören mit noch vorhandenem Hörvermögen – scheitert. Daher sollen hier die Grundlagen für neuartige aktuierte Mechanismen für eine Anwendung als ein CI geschaffen werden. Ein Ansatz ist Anwendung spezieller nachgiebigen Mechanismen, deren Verformungsverhalten durch Druckbeaufschlagung gezielt manipuliert wird.
[*1] - Rau, T. S., Leinung, M., Kardas, D., Müller, C., Rust, W., Fabian, T., Polley, A., and Majdani, O.:
Simulation als Basis optimierter Cochlear Implant-Operationen. In Proc. 25. ANSYS Conference & CADFEM Users Meeting, November 21–23, Congress Center Dresden, 2007
[*2] - Zentner, L.: Mathematical Synthesys of Compliant Mechanism as Cochlear Implant. In Ananthasurech, G. K. et al (Hrsg.):
Micromechanics and Microactuators. Springer Science+Business Media, 2012
Goldmedaille bei der internationalen Fachmesse „Ideen-Erfindungen-Neuheiten (IENA)“ Nürnberg, 2015
Thema: „Adaptiver Elektrodenträger, seine Verwendung und Verfahren zur Insertion eines Cochlea-Implantat-Elektrodenträgers“
TU Ilmenau - FG Nachgiebige Systeme (ehemals FG Mechanismentechnik)
- Projektkoordination -
PD Dr. med. Omid Majdani, Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen-. Ohrenheilkunde (HNO), Medizinische Hochschule Hannover (MHH)
01/2014 - 07/2017
DFG – Deutsche Forschungsgemeinschaft
DFG-Geschäftszeichen: ZE 714/9-1