Student:innen & Thesis Projekte

Betreuer: Francesco Moscato
Organisationseinheit: Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik

Projekttitel:
Entwicklung von Datenanalysekonzepten für Wearable Sensors in medizinischer Anwendung

Wearable Sensors bieten innovative Methoden zur Messung von physiologischer Parameter. Diese Geräte können eine breite Palette von Daten erfassen, von kardiovaskulären Parametern wie Herzfrequenz und Sauerstoffsättigung bis hin zur Erfassung von Aktivitäten des täglichen Lebens oder händischer Geschicklichkeit. Die Anwendungen dieser neuen Sensoren sind umfangreich und vielversprechend. Um jedoch das volle Potenzial der verfügbaren Daten auszuschöpfen, ist eine umfassendere und effektivere Analyse erforderlich. Dies beinhaltet nicht nur die Untersuchung einzelner Parameter, sondern auch die Erforschung ihrer Wechselwirkungen und kombinierten Effekte.

Fortschritte in der künstlichen Intelligenz, insbesondere durch Deep Neural Networks, haben bedeutende Fähigkeiten bei der effektiven Analyse umfangreicher Datensätze gezeigt. Diese Methoden ermöglichen die Erforschung komplexer Muster und Trends innerhalb der Daten, verbessern unser Verständnis und führen potenziell zu neuen Erkenntnissen in der personalisierten Medizin. Durch die Nutzung dieser Werkzeuge eröffnen sich neue Wege, die gezieltere und effektivere Interventionen basierend auf den kontinuierlich von tragbaren Technologien bereitgestellten Daten ermöglichen.

Daher werden in dieser Arbeit neue Datenanalysemethoden für Wearable Sensors im Kontext medizinischer Anwendungen angewendet.

Betreuer: Francesco Moscato
Organisationseinheit: Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik

Projekttitel:
Biomechanik, Design und experimentelle Tests von Multimaterialien für additiv hergestellte Implantate

Unsere Gesellschaft rechnet nicht nur damit immer älter zu werden, was den Bedarf an notwendiger Versorgung erhöht, sondern erwartet sich auch immer besser werdende medizinische Versorgung. Um derartigen Ansprüchen gerecht zu werden, könnten 3D gedruckte, patientenspezifische Implantate wegweisend sein. Damit es möglich ist derartige Implantate zu fertigen, müssen einige Voraussetzungen geschaffen werden, welche in diesen Projekten erforscht werden.

Dabei geht es um das Zusammenspiel von verschiedenen Materialien, wenn diese zu einem Multimaterial Implantat zusammengefügt werden, aber auch um die geometrische Struktur, dass diese allen mechanischen Anforderungen gewachsen sind. Um eine bestmögliche Osseointegration der Implantate zu ermöglichen bietet es sich an Fachwerkstrukturen zu integrieren, welche eine hohe Porosität aufweisen. Als weiterer Schritt, um die Passgenauigkeit aller keramischen Implantate gewährleisten zu können, wird der lithographiebasierte keramische 3D Druck und die notwendigen anschließenden Sinterprozesse auf ihre Genauigkeit überprüft und iterativ verbessert.

Schlussendlich geht es noch darum alle bisherigen Komponenten zusammen zu führen und die Kunst ein Implantat zu entwerfen. Dabei geht es auch um die Entwicklung moderner rechnerunterstützter Methoden um möglichst viele Arbeitsschritte automatisiere zu können und somit konsistente Qualität gewährleistbar zu machen.

Publikationen:

Kornfellner, E., Königshofer, M., Krainz, L. et al. Measured and simulated mechanical properties of additively manufactured matrix-inclusion multimaterials fabricated by material jetting. 3D Print Med 10, 4 (2024).

Kornfellner E, Königshofer M, Unger E and Moscato F (2023) Elastic and dimensional properties of newly combined 3D-printed multimaterials fabricated by DLP stereolithography. Front. Mater. 10:1272147.

Tel, A., Kornfellner, E., Moscato, F. et al. Optimizing efficiency in the creation of patient-specific plates through field-driven generative design in maxillofacial surgery. Sci Rep 13, 12082 (2023).