Relevante Forschungsaktivität

Im Bereich der Biomechanik des muskuloskelettalen Systems sind in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte mit einem Forschungsvolumen von € 2,3 Millionen erzielt worden. Hierzu zählt z.B. eine Stiftungsprofessur Biomechanik 2007-2013 als eine von sechs geförderten Professuren deutschlandweit aus Mitteln der Claussen-Simon-Stiftung des Stifterverbands für die Deutschen Wissenschaften, zwei größere EU-Verbundprojekte sowie einem erst kürzlich gewonnenen Projekt im Leitmarktwettbewerb LifeSciences.NRW 2017. Das Ziel der Biomechanik des muskuloskelettalen Systems am Standort Duisburg-Essen ist es, die patientenindividuelle und interdisziplinäre Behandlungsplanung für Erkrankungen des Bewegungsapparates mit Hilfe von ingenieurwissenschaftlichen Methoden der Sensorik, der Simulation sowie des Orthetikdesigns zu objektivieren und zu verbessern – z.B. zur optimierten Rehabilitation bei Gangstörungen von Schlaganfallpatienten – wozu Kooperationen mit der Orthopädie, der Neurologie, der Radiologie, der Physiotherapie sowie der Orthetik sowohl im Universitätsklinikum Essen als auch mit umliegenden Zentren wie der Heinrich-Heine Universität Düsseldorf, der Hochschule für Gesundheit in Bochum sowie dem Reha-Zentrum Rheinklinik Rhein-Ruhr Mediclin in Essen zählen. Die Universität Duisburg-Essen bietet hierbei die einmalige Möglichkeit, unter einem Dach gemeinsam mit der medizinischen Fakultät innovative Konzepte in der Kopplung Ingenieurwissenschaften/Medizin zu entwickeln.

Im neuen Studiengang Medizintechnik ist neben den elektrotechnischen Systemen auch die am FG Mechanik in Duisburg entwickelte Biomechanik des muskuloskelettalen Systems stark verankert, wozu auch die kontinuumsmechanischen Gewebemodelle des FG Mechanik in Essen zählen. Gemeinsam mit den Materialwissenschaften wurden hierzu internationale Zusammenarbeiten z.B. mit Rush University in Chicago, Stanford University, University of Calgary in Kanada sowie Pontificia Universidad Católica del Peru realisiert. Daneben bietet die Universität Duisburg-Essen als einer von vier Standorten in Deutschland einen Ride-Simulator basierend auf den seriellen Roboter Kuka Robocoaster, mit dem sich Man-in-the-Loop Simulation von Grenzmanövern z.B. im kritischen Bereich von Straßenfahrzeugen physikalisch nachbilden lassen. Diese Thematiken werden zurzeit ausgebaut mit dem Ziel, die Sichtbarkeit der Biomechanik am Standort Duisburg-Essen international weiter hervorzuheben.

Mensch-Maschine-Schnittstellen in der Biomechanik am Campus Duisburg. Links ein Blick in die virtuelle Skelettsimulation mit eingebauter Prothese, rechts der Duisburger Ride-Simulator basierend auf den seriellen Roboter RoboCoaster

Projekte und Kooperationen

• 2012 - 2015:
  ReHabX: Personalisierte Therapiesteuerung bei Gangstörungen am Beispiel des Schlaganfalls
  Gefördert aus dem EFRE kofinanzierten operationellen Programm für NRW im Ziel2 "Regionale Wettbewerbsfähigkeit und Beschäftigung" 2007-2013

• 2013 - 2015:      
  MoBiMon: Mobiles Biomechanisches Monitoring
  Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Ausstattung

• Ride-Simulator basierend auf dem seriellen Roboter Kuka Robocoaster
• 2 Industrieroboter Kuka KR9 und KR15
• Gang- und Bewegungsanalyselabor
• Mehrkörpersimulationsbibliotheken Mobile® und MobileBody®
• Festo fluidic muscle parallele Plattform
• dSpace control unit
• PC Pool 

Fünf ausgewählte Publikationen oder Patente

• A. Scholz, M. Sherman, I. Stavness, S. Delp, A. Kecskeméthy, A fast multi-obstacle muscle wrapping method using natural geodesic variations, Multibody System Dynamics 36 (2), 195-219, 2016.

• JAC. Ambrósio, A. Kecskeméthy, Multibody dynamics of biomechanical models for human motion via optimization, Multibody Dynamics, 245-272, 2007.

• A. Kecskeméthy, A. Weinberg, An improved elasto-kinematic model of the human forearm for biofidelic medical diagnosis, Multibody System Dynamics 14 (1), 1-21, 2005.

• D. Raab, M. Siebler, H. Hefter, A. Kecskeméthy, Motorische Regeneration von Schlaganfallpatienten nach stationärer Rehabilitation, Neurologie & Rehabilitation, Ausgabe 6/2014, Seite 343, ISSN 0947-2177

• P. Ferreira, D. Raab, D. Rosenthal, A. Kecskeméthy, Quantitative Bewertung von Gangstörungen in der Schlaganfallrehabilitation durch Auswertung von instrumenteller Bewegungsanalyse, Neurologie & Rehabilitation, Ausgabe 6/2014, Seite 342, ISSN 0947-2177