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Projektnummer

B03

Projekttitel

Energie-autarke Plattform für elektrisch stimulierende Implantate

Projektleitung

Bearbeiter

Foto Franz Plocksties

M.Sc.
Franz Plocksties
E-Mail
Tel.: +49 381 498 7287
Raum: W1338

M.Sc.
Jakob Heller
E-Mail
Tel.: +49 381 498 7290
Raum: W1339

Dipl.-Ing.
Stefanie Kreß

E-Mail
Tel.: +49 381 498 7242
Raum: L126

Institutionen

Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik; Universität Rostock
Institut für Gerätesysteme und Schaltungstechnik; Universität Rostock

Kooperationen mit anderen Teilprojekten des SFBs ELAINE

  • A02: Multiskalenmodelle für Simulationsstudien zu elektrisch aktiven Implantaten unter Berücksichtigung von Unsicherheiten in den Eingangsdaten
  • B01: Elektrisch leitfähige und piezoaktive Materialien für multifunktionale Implantate zur Knochen- und Knorpelregeneration
  • B02: Umwandlung von mechanischer Energie als interne Energieversorgung für elektrisch aktive Implantate
  • B05: Bewertung der mechanischen Zuverlässigkeit von porösen funktional gradierten Implantatstrukturen durch lokale Schädigungsansätze
  • C01: Elektrische Stimulation der Osseoinduktion unter Verwendung alloplastischer Rekonstruktionsplatten nach Segmentresektion des Unterkiefers
  • C02: Elektrische und mechanische Stimulation des hyalinen Knorpels: Charakterisierung der zellulären Prozesse und Stimulationsparameter
  • C03: Tiefe Hirnstimulation in Dystoniemodellen: Biologische Implementierung, Stimulationsparametereingrenzung und Mechanismenanalyse
  • C04: Effekte der Tiefen Hirnstimulation auf die adulte Neurogenese im Parkinson-Rattenmodell: Wirkmechanismen, Stimulationsparameter und Korrelation mit Verhalten

Zusammenfassung des Arbeitsprogramms

Dieses Projekt stellt ein hochintegriertes elektronisches System für die im SFB geplanten, neuartigen, elektrisch stimulierten Implantate zur Verfügung. Der gewählte Forschungsansatz zielt auf ein vorwiegend digitales System ab. Es wird eine modulare Plattform für Implantate vorgeschlagen, welche softwarebasiert eine patientenspezifische und rückgekoppelte elektrische Stimulation, die Konfiguration für verschiedene Implantate und die Speisung durch mehrere Energiequellen ermöglicht. Das Potential miniaturisierter thermoelektrischer Wandler zur subkutanen Energiegewinnung wird untersucht und dieser Ansatz zur Energieversorgung von Implantaten verfügbar gemacht. Die Plattform unterstützt die Konfiguration und Überwachung der Betriebsparameter des Implantats und der Vitalparameter des Patienten.

Bibliography

U. Verma, J. Bernhardt, and D. Hohlfeld:
Modeling and simulation of bioheat powered subcutaneous thermoelectric generator
In Proc. European Conference on Modelling and Simulation (ECMS). Wilhelmshaven, Germany, May 2018

O. S. Jadhav, C. D. Yuan, E. B. Rudnyi, D. Hohlfeld, and T. Bechtold:
Nonlinear-Input Model Order Reduction of a Thermoelectric Generatorfor Electrically Active Implants
In Proc. International Conference on Bioelectromagnetism (ICBEM). Aachen, Germany, May 2018

C. D. Yuan, O. S. Jadhav, E. B. Rudnyi, D. Hohlfeld, and T. Bechtold:
Parametric Model Order Reduction and System-level Simulation of a Thermoelectric Generator for Electrically Active Implants
In Proc. EuroSimE. Toulouse, France, April 2018

J. Bernhardt, U. Verma, and D. Hohlfeld:
Thermoelektrische Energieversorgung subkutaner Implantate
In GMM-Workshop Energieautonome Sensorsysteme. Dresden, Germany, February 2018

J. Bernhardt, U. Verma, T. Bechtold, and D. Hohlfeld:
Entwurf eines thermoelektrischen Generators für elektrisch aktive
Implantate

In ANSYS Conference. Koblenz, Germany, November 2017

T. Bechtold and D. Hohlfeld:
Entwurf eines thermoelektrischen Generators für elektrisch aktive Implantate
In Proc. Mikrosystemtechnik-Kongress, pages 402-405, München, Germany, October 2017

Vorträge

D. Timmermann on behalf of the ELAINE group:
Collaborative Research Centre 1270 ELAINE - ELectrically Active ImplaNts,
Symposium and Panel Medizintechnik, Invited Talk, TU Darmstadt, Darmstadt, Deutschland, November 2017

D. Hohlfeld:
Energieautonome Implantate mit rückgekoppelter elektrischer Stimulation,
IVAM-Fachgruppe Medizintechnik, Invited Talk, Altenberge, Deutschland, November 2017