Präsentation Medica

November 16, 2015

Nach einer langen Phase der Entwicklung sind wir nun in der Lage einen ersten Prototypen des Mess- und Therapiegeräts auf der Medica zu präsentieren. Grundlage für das Gerät sind die Untersuchungen und Entwicklungen die wir hier dokumentiert haben. Sie wurden nun in Zusammenarbeit mit der Firam Hasomed ein eigenständiges Messgerät umgesetzt.

Wer uns auf der Medica besuchen möchte kann dies am 17.11.2015 von 14-16 Uhr auf der Messe Düsseldorf, CCD Süd, Raum 28 machen.

Einen Überblick über das Gerät ist hier zu finden.

Der letzte Tag

Juni 30, 2013

Heute ist der letzte Tag des Projekts, bzw. der Förderung des Projekts durch das BMBF. Wir haben es geschafft in den letzten drei Jahren ein Messgerät zu bauen, es zu evaluieren, Algorithmen zur Erkennung von Schlucken zu entwicklen um dann in einen Schluck hinein erfolgreich zu stimulieren. Wir sind weiter gekommen als wir erhofft haben, allerdings haben einzelne Schritte dann wieder mehr Probleme gemacht als wir im Anfang gedacht haben. Aber das kennt sicher jeder, der an einem Forschungsprojekt beteiligt ist.

Von der Entwicklung eines Produkts sind wir noch weit entfernt, wir haben aber die Grundlagen dafür legen können. Wir haben zeigen können, das unsere Idee mit einem Bioimpedanz-Messverfahren Schlucken abzubilden und zu beurteilen Zukunft hat. Ein erstes Anschlußprojekt wurde bereits vorbereitet und ebenfalls durch das BMBF gefördert, es startet mit dem morgigen Tag. Wir werden mit der Firma XION versuchen das Messsystem in die endoskopische Untersuchung des Schluckvorgang zu integrieren.

Die wissenschaftliche Verwertung unserer Ergebnisse ist noch nicht vollständig abgeschlossen. Noch steht noch die Veröffentlichung eines großen Teil der Ergebnisse aus, die Promotionen sind noch nicht abgeschlossen.  Das Projekt war auch eine wundervolle Erfahrung, eigene Ideen zu entwicklen und sie gemeinsam mit anderen weiter zu entwicklen ist eine große Freude. Die Voraussetzung dafür wurden durch die Föderung des BMBF geschaffen, beteiligt waren auch die Institutionen an denen wir beschäftigt sind, der TU Berlin und das ukb. Wir haben Ihnen zu danken.

Wir werden unsere Forschung fortsetzen, inzwischen haben sich weiter Möglichkeiten für den Einsatz des Messsystems im Kopf-Halsbereich ergeben. Wir werden davon in Zukunft in diesem Blog in unregelmäßigen Abständen weiter berichten.

83. Deutscher HNO-Kongress, Freiburg

Juni 30, 2013

Zum Abschluß des Projekts sollte auf dem 83. Deutschen HNO-Kongress in Nürnberg eine erste Zusammenfassung der Ergebnisse unserer Studien gezeigt werden. Dabei wurde das Ergebnis der ersten transkutanen Online-Stimulationen eines Patienten demonstriert werden. Bereits in den Voruntersuchungen zur Erprobung der Stimulation hatte er angegeben, das er mit Hilfe der Stimulation deutlich besser Schlucken konnte, der Schluck schien kraftvoller zu sein. In der Röntgenuntersuchung konnte eine vollständige Reinigung des Pharynx unter der Stimulation gefunden werden. Wichtiger für uns war aber, das es gelang die Stimulation zeitgerecht auszulösen, also in den Beginn des Schlucks hinein. Dieses Ergebnis werden wir nun bei wetieren Patienten testen, sollten sich die Ergebnisse bestätigen wäre damit die Grundlage für einen völlig neunen Zugang in der Schlucktherapie gelegt.

Vortrag HNO Nürnberg Stimulation, 2013 und das dazugehörige Video Online Schluckerkennung und Mundbodenstimulation (Patient)

Fortsetzung

Januar 5, 2013

Das Forschungsprojekt nähert sich seinem Ende, die Förderung durch das BMBF endet im März 2013. Im Dezember 2012 hat sich der Projektträger geändert, es hat ein Wechsel vom DLR auf den VDI stattgefunden. Wir möchten uns an dieser Stelle ganz herzlich für die hervorragende und persönliche Betreuung durch das DLR, insbesondere durch Frau Dr. Jacobs und Herrn Dr. Wrobel bedanken.

Wir haben das Ziel auf das wir hingearbeitet haben, die automatische Erkennung von Schlucken und zeitgerechte Stimulation der suprahyoidalen Muskulatur inzwischen erreicht (Online Erkennung). Diese Ergebnisse müssen nun noch in weiteren Studien überprüft werden. Mit diesen Ergebnissen wurden die Voraussetzungen für eine weitere Umsetzung der Forschungsergebnisse geschaffen.

In den letzten Monaten haben wir uns auf die Suche nach Möglichkeiten einer Umsetzung gemacht. Dabei ergeben sich für das Verfahren eine Vielzahl von Möglichkeiten, die außerhalb einer Anwendung in einem Implantat liegen. Bereits der Einsatz des Messverfahrens und der Algorithmen zur automatischen Schluckerkennung und Bewertung in der Diagnostik von Schluckstörungen würden eine deutliche Erleichterung für Ärzte und Therapeuten im klinischen Alltag darstellen. Wir haben einen Kooperationspartner gefunden, der in der endoskopischen Diagnostik tätig ist und mit uns diese Ideen weiter verfolgen will. Gemeinsam haben wir einen Förderantrag beim BMBF mit der Überschrift Selbstadaptierendes kombiniertes Endoskopie- und Biosignalmesssystem  zur automatisierten Assistenz in der endoskopischen Diagnostik von Schluckstörungen“ eingereicht. Kurz vor Weihnachten haben wir telefonisch erfahren, das dieser Antrag erfolgreich war. Damit ist eine Fortsetzung des Forschungsprojekts und der Versuch einer Umsetzung der bisherigen Forschungsergebnisse zur Diagnostik gesichert.

Online Stimulation

Dezember 2, 2012

Wir möchten diesmal einen Zwischenstand unserer Forschungsarbeit demonstrieren. Ziel unserer Bemühungen in dem Forschungsprojekt ist, mit dem Messsystem Schlucken zu erkennen, um dann den Schluckvorgang mit einer elektrischen Stimulation z.°B. der Mundbodenmuskulatur positiv zu verändern. Dieses Ziel haben wir nun erstmals umsetzen können, wir sind in der Lage, Schlucken zu erkennen und es mit einem Stimulator zeitgerecht zu unterstützen, wie das Video Online Schluckerkennung und Stimulation zeigt.

Der kleine Film demonstriert, wie sich der Mundboden beim Schlucken durch die kutane Stimulation nach vorne bewegt. Diese Art der Stimulation ist noch nicht unbedingt dazu geeignet, Schlucken zu verbessern, dafür müssen in Zukunft noch die Stimulationsstrategien verbessert und überprüft werden. Wir haben aber bereits einen ersten Versuch mit einem Patienten durchgeführt, der eine erhebliche Einschränkung der Kehlkopfhebung hatte und haben gesehen, dass sich die Hebung des Kehlkopfs deutlich beschleunigte und vollständiger wurde. Der Patient selber gab eine Besserung des Schluckens an.

8th IFAC Symposium on Biological and Medical Systems

Oktober 3, 2012

Im Rahmen des  8th IFAC Symposium on Biological and Medical Systems in Budapest haben wir in diesem Jahr die Grundlagen und Ergebnisse der automatischen Schluckerkennung vorgestellt (Vortrag ifac Budapest, 2012). Die Resonanz auf den Vortrag war positiv, wobei vor allem auf die Komplexität des Schluckvorgangs hingewiesen wurde, die sich bisher als Problem bei der automatischen Erkennung erwiesen hatte.

83. Deutscher HNO-Kongress Mainz

Mai 28, 2012

Auch in diesem Jahr erhielten wir die Möglichkeit, unsere Forschungsergebnisse auf dem 83. Deutschen HNO-Kongress in Mainz vorzustellen. Seit der letzten Präsentation vor einem Jahr konnten wir erhebliche Fortschritte erzielen.

In einem Vortrag (VFC und BI, 2012) und einem Poster (VFC und BI, 2012) stellten wir den Stand der Evaluation des Messsystems vor, die nun abgeschlossen ist. In vergleichenden Untersuchungen von Videofluoroskopien und Bioimpedanzmessungen konnte eine ausgezeichnete Korrelation zwischen dem Messsignal und der Bewegung von Zungenbein und Larynx als Parameter für dem Verschluß des Pharynx gefunden werden. Details können dem Video Videofluoroskopie und Bioimpedanz II entnommen werden. Das bestätigt unsere Hypothese, dass mit dem Messsignal die Dynamik und das Ausmaß der Zungenbein- und Kehlkopfhebung und der damit erzielte Verschluß des Pharynx im Augenblick der Nahrungspassage gemessen werden kann. Damit eröffnen sich hervorragende Möglichkeiten für die Integration des Messsystems in die Diagnostik und Therapie von Schluckstörungen.

Ein weiterer Vortrag (Automatisierte Schluckerkennung, 2012) und ein Poster (Automatisierte Schluckerkennung, 2012) beschäftigte sich mit den Ergebnissen der automatisierten Offline-Erkennung von Schluckvorgängen. Die Ergebnisse und die zu Grunde liegenden Algorithmen wurden bereits früher beschrieben, sie konnten aber weiter verbessert werden, so dass die Erkennungsrate nun bei über 95% liegt. Dieses Ergebnis ist um so bedeutender, da es bisher kein vergleichbares Verfahren gibt, das in der Lage ist Schluckvorgänge automatisiert zu erkennen und zu bewerten.

Der letzte Vortrag (Online Schluckerkennung, 2012) beschäftigte sich mit der Möglichkeit, einen Schluck bereits vor der Hebung des Kehlkopfes, also dem Absinken der Bioimpedanzkurve, zu erkennen. Um einen zeitgerechten elektrischen Stimulus zur Unterstützung des Schluckvorgangs zu setzen, muss die Erkennung 250ms vor der Kehlkopfhebung erfolgen. In einer ersten Pilotstudie haben wir dies mit neuen Algorithmen untersucht. Dabei konnten alle Schlucke zeitgerecht vor dem Start der Kehlkopfhebung erkannt werden.

Der derzeitige Stand unserer Forschung zeigt, dass mit dem Messsystem und den entwickelten Algorithmen eine automatisierte Auswertung des Messsignals, eine automatisierte Bewertung des Schluckvorgangs und eine zeitgerechte elektrische Stimulation z. B.  der suprahyoidalen Muskulatur möglich ist.

Medica Düsseldorf

November 27, 2011

Im Rahmen der Medica stellt das BMBF in jedem Jahr die derzeit geförderten Forschungsprojekte vor, um eine direkten Wissenstransfer von der Forschung zu Herstellern zu ermöglichen. In diesem Rahmen haben auch wir unseren Forschungsstand vorgestellt und die Chance genutzt, mit Firmen die Möglichkeiten der praktischen Umsetzung unserer Forschungsergebnisse diskutiert.

Wir haben inzwischen erhebliche Fortschritte in der Evaluation des Messsystems gemacht. So konnten wir zeigen, dass das Verfahren eine hervorragende Reproduzierbarkeit besitzt, dies unabhängig von den Untersuchern. Dies ist die wichtigste Voraussetzung für eine spätere praktische Umsetzung, da damit ein aufwendiges Anlernen von Anwendern entfällt und kein Spezialwissen für die Benutzung des Messsystems notwendig ist.

Die Algorithmen für die Schluckerkennung wurden weiter optimiert, so dass inzwischen eine Erkennungsrate von mehr als 95% erreicht wird. Um die Qualität der Erkennung zu prüfen haben wir nun untersucht, ob das System in der Lage ist, statistisch signifikante Unterschiede beim Schlucken wie zwischen dem Speichelschluck und einem Nahrungsschluck zu unterscheiden. Auch dies ist gelungen, die Erkennung eines Speichelschlucks gelang in 81,9% und von einem Nahrungsmittelschluck in 91.7%.

Diese Ergebnisse sind wegweisend. Es gibt zur Zeit kein Messsystem, das in der Lage ist einen Schluck automatisch zu erkennen oder die Qualität, hier durch den Unterschied zwischen zwei Nahrungskonsistenzen gemessen, automatisiert zu erkennen. Damit sind die Voraussetzungen für den Einsatz des Messsystems für die Regelung einer Neuroprothese erfüllt. Gleichzeitig kann mit dem Messsystem ein Instrument geschaffen werden, das in der Lage ist, durch eine transkutane Messung eine automatisierte Bewertung des Schluckvorgangs zu ermöglichen.

Vortrag Medica 2011

 

Biomedizinische Technik, Freiburg

November 1, 2011

Im Rahmen der BMT 2011 – Tagung der Biomedizinischen Technik in Freiburg vom 27. bis 30. September 2011 konnten wir weitere Details zur automatischen Erkennung von Schluckvorgängen durch eine kombinierte EMG- und Bioimpedanzmessung vorstellen. Es ist uns nun möglich offline in ca. 90% der Fälle aus den kombinierten Messignalen den Schluckvorgang auszulesen. Zur Zeit gibt es kein Messverfahren, das in der Lage ist automatisiert den Schluckvorgang zu erkennen bzw. sicher von andern z.B. Kopfbewegungen zu unterscheiden.

Durch die Weiterentwicklung des Programmcodes soll nun die Onlineerkennung aufgebaut und durch eine automatisierte Auswertung der erhobenen Messparameter eine Bewertung des Schluckvorgrang ermöglicht werden.

Vortrag BMT 2011

Max-Planck-Gesellschaft

August 6, 2011

In dem regelmäßigen Bericht der Max-Planck-Gesellschaft (MaxPlanckForschung, Heft 1/2011) wird zum Fokus „Rezepte für Medizin von morgen“ über die Möglichkeiten einer elektrischen Stimulation zur Therapie von Erkankungen des Bewegungsapparats und das Projekt BigDysPro berichtet. Der Artikel kann hier eingesehen werden. Eine englische Version des Artikels ist ebenso hier verfügbar.