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Das Handwerk im Zeitalter der Digitalisierung

Die Uhr misst per Laser den Blutzucker, der Arzt hat die Werte zur Diagnose gleich auf dem Monitor, und der Patient holt sich hinterher im Internet eine zweite Meinung ein: Das gesamte Gesundheitswesen steht durch die Digitalisierung vor einem grundlegenden Wandel, der auch die Orthopädie-Technik erreicht. In der Serie „Technik am Menschen 4.0“ stellt die OT deshalb in den nächsten Ausgaben die wichtigsten Entwicklungen, Trends und Herausforderungen der Digitalisierung für die Branche vor.

Nach Schätzung der Europäischen Kommission werden 2017 über 3,4 Milliarden Menschen weltweit ein Smartphone besitzen; jeder Zweite davon wird mobile Gesundheits-Apps auf seinem Gerät haben – die Digitalisierung durchdringt längst alle Bereiche der Gesellschaft. Parallel zu diesen Entwicklungen wächst gerade eine neue Spezies Mensch heran: der sogenannte iPatient. Virtuelle und reale Lebenswelt bilden für die 16- bis 24-Jährigen längst eine Einheit; Mobilität und Vernetzung gestalten ihre Wirklichkeit. 

Das gilt genauso für die Gesundheit des iPatienten: Mittels Wearables und Apps kontrolliert er sein Befinden; im Falle von Krankheit führt sein erster Gang nicht zum Hausarzt, sondern ins Internet. Nicht nur Technikaffine nutzen Google zur Selbstdiagnose: Das Ärzteblatt fand in einer Umfrage heraus, dass sich mittlerweile 65 Prozent aller deutschen Patienten nach der Visite in Foren und auf Gesundheitsportalen eine zweite Meinung einholen.

Prothese als Download?

Während die digitale Revolution rasend vorangeht, übertrifft die Forschung sich selbst mit ihren unzähligen Visionen. Es gilt sogar nicht mehr als ausgeschlossen, dass es bereits in nicht allzu ferner Zukunft menschliche Körperteile auf Knopfdruck geben könnte. Sogenannte Bioprinter würden dann aus vorher gezüchteten Zellen ganze Gewebestrukturen wie Organe, Fleisch oder gar künstliche Lebewesen konstruieren. Angesichts solcher Zukunftsvisionen sind Fertigungstechniken wie 3-D-Druck, CAD, CAM und CNC selbst fast schon ein alter Hut.

Das 2011 ins Leben gerufene Projekt „Robohand“ beispielsweise will Amputierte auf der ganzen Welt kostengünstig mit Prothesen versorgen. Über jegliche räumliche Grenzen hinweg wird dabei mit Hilfe von 3-D-Druckern eine einfachste, mechanische Prothese gefertigt. Die entsprechenden Entwürfe sind als lizenzierte Open-Source-Dateien auf der Plattform thingiverse.com frei zum Download verfügbar und können mit dem richtigen Equipment überall einfach ausgedruckt werden. Mehr als 200 Menschen haben auf diesem Wege bereits eine künstliche Hand erhalten; gerade arbeiten die Verantwortlichen am Prototyp eines „Roboleg“.

Die gesamte Gesundheitsbranche verfolgt mit Spannung die Weiterentwicklung des 3-D-Drucks hin zur Serienfertigung. Auf der vergangenen OTWorld 2016 in Leipzig antwortete Prof. Dr.-Ing. Andreas Gebhardt von der FH Aachen in seinem Vortrag zum Thema „Additive Manufacturing“ auf die Frage, welche additiven Fertigungsverfahren sich für den Einsatz in der Orthopädie-Technik eignen, mit einem knappen: „Alle.“

Menschen + Objekte + Systeme = Industrie 4.0

In seiner Keynote „Chancen und Herausforderungen der Fertigung in der Orthopädie-Technik von morgen“ fasste Dr. med. Urs Schneider vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) auf dem Weltkongress OTWorld 2016 die elementaren Dynamiken der Industrie 4.0 wie folgt zusammen: „Viele arbeiten daran, dass Informationen in Echtzeit zur Verfügung stehen und dass hier Verbindungen von Menschen, Objekten und Systemen per se möglich sind.“ Dies habe konkrete Auswirkungen, mit denen sich absehbar auch die Orthopädie-Technik auseinandersetzen müsse: „Es entstehen neue Business-Modelle – bei vielen Geräten rückt der Service komplett in den Vordergrund und die Produkte in den Hintergrund. Die Individualisierung von Produkten und Services wird relevanter, und es gibt neue Organisations- und Versorgungsketten.“ Die daraus resultierende Aufgabe bestehe dann darin, individuelle Kundenwünsche in der „Stückzahl 1“ zu den Kosten einer Massenproduktion zu realisieren.

Insofern ist Dr. Urs Schneider sich sicher, dass die Industrie 4.0 und die damit einhergehenden technischen Fortschritte nicht mehr wegzudiskutieren sind: „Die Technik macht hier keinen Halt. Die Frage ist, ob die Orthopädie-Technik mitgeht und diese Dinge auch nutzt. Denn geschehen werden sie auf jeden Fall.“ Auch die OTWorld wird das Thema „Orthopädie 4.0“ bei der nächsten Veranstaltung im Mai 2018 erneut aufgreifen und sowohl im Weltkongress als auch im Rahmen der Internationalen Fachmesse den dann aktuellen Stand in der Orthopädie-Technik diskutieren und einen Ausblick in die Zukunft wagen.

Die Vermessung des Menschen

Im Bereich der Erfassung von Gesundheits- und Fitnessdaten ist Branchenriese Apple ganz vorne mit dabei: Im September 2014 brachte das Unternehmen die hauseigene Gesundheits-App „Health“ auf den Markt, die es ihren Nutzern erlaubt, Fitnesswerte und Vitalfunktionen im Blick zu behalten. Startete die Anwendung noch mit einfachen Übersichten für Gewicht, Puls oder verbrannte Kalorien, hat Apple das Produkt im Laufe der beiden vergangenen Jahre durch jede Menge zusätzlicher Datenkategorien ergänzt: Von Atemfrequenz und Inhalatorgebrauch über Blutalkohol und Ballaststoffe bis hin zur sexuellen Aktivität lassen sich inzwischen unzählige Informationen verfolgen und protokollieren. Der eigentliche Clou ist aber ein ganz anderer: Gehört ein Schrittzähler in den meisten Smartphones schon zum guten Ton, hat die „Apple Watch“ eine weitere, geradezu revolutionäre Funktion: Mit Hilfe eines Sensors ist die Uhr in der Lage, durch die Haut den Blutzucker zu messen. In Deutschland gibt es über sechs Millionen Menschen, die an Diabetes leiden, weltweit sind es sogar 194 Millionen, weiß Oliver Leisse von der Trendforschungsagentur See More: „Wenn die sich wegen der Uhr nicht mehr piksen müssen, sondern der Blutzucker durch diese Sensoren einfach aufgenommen wird, ist das ein ‚Gamechanger‘.“

Doch die Konkurrenz schläft nicht und geht sogar einen Schritt weiter: Mit der Anwendung „Fit“ aus dem Jahr 2014 hat das kalifornische Unternehmen Google eine eigene Plattform zur Vermessung des Menschen Vorgestellt. Zusätzlich werkelt die Forschungsabteilung „Google X“ neben einem drohnengetriebenen Paketdienst und autonomen Fahrzeugen gerade an einer Methode zur Diagnose von Krebs: Winzige magnetische Teilchen, sogenannte Nanopartikel, werden dabei über eine Tablette in den Körper aufgenommen, heften sich dort an kranke Zellen und markieren sie auf diese Weise. Projektleiter Andrew Conrad sieht darin Sogar die Zukunft zur Diagnose aller Krankheiten. In nur fünf Jahren soll das Verfahren auf den Markt kommen.

Prothesen, Orthesen, Schuhe und Einlagen werden zu Daten-sammlern

Trendforscher Oliver Leisse prognostiziert einen Trend hin zur Prävention: „Das Ziel ist, gesünder zu werden, als wir es eigentlich sein dürften.“ Die bisherige Grenze der Gesundheit war das natürliche Alter, doch auch sie könnte fallen: Menschen werden viel länger beweglich bleiben, viel länger aktiv sein. Für die Orthopädie-Technik tut sich damit ein riesiges Betätigungsfeld auf: Prothesen, Orthesen, Schuhe und Einlagen werden mit Sensoren ebenfalls zu Datensammlern; durch die Analyse dieser Messwerte lassen sich die Produkte individuell gestalten.

Auf der OTWorld in Leipzig wurde das Thema „Digitalisierung in der Orthopädie-Technik“ bereits vielseitig diskutiert. Eine Auswahl hochkarätiger Vorträge des Weltkongresses ist abrufbar unter:
www.ot-world.com/kongressvideos2014 und www.ot-world.com/kongressvideos2016

OTWorld 2014
Keynote „Entwicklung bionischer Beine: die Wissenschaft extremer Interfaces“
Prof. Dr. Hugh Herr, Massachusetts Institute of Technology

OTWorld 2016
Keynote „Chancen und Herausforderungen der Fertigung in der Orthopädie-Technik von morgen“
Dr. med. Urs Schneider, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Vortrag „Additive Manufacturing – Welche additiven Fertigungsverfahren eignen sich für den Einsatz in der Orthopädie-Technik?“
Prof. Dr.-Ing. Andreas Gebhardt, Fachhochschule Aachen

Vortrag „Grenzen und Möglichkeiten des Selektiven Laser-Sinterings in der Orthopädie-Technik“
Jannis Breuninger, Elfenbein GmbH

Vortrag „Additive Fertigungsverfahren in der Orthetik“
Christian Kienzle, Pohlig GmbH

Vortrag „Prothetische Versorgung von Amputierten mit 3D gedruckten Schäften“
Brad Poziembo, Dayton Artificial Limb Clinic

Vortrag „Silikonprothesen aus dem 3D-Drucker“
Christoph Braun, stamos + braun prothesenwerk GmbH