Multiparametrische Skelettmuskelfunktionsdiagnostik mittels Ultraschall, EMG und Elastographie (MUSKEL)
Projektleiter:
Projektbearbeiter:
Dr. rer. nat. Michael Schulz
Finanzierung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz;
Ziel des MUSKEL-Projektes ist die Entwicklung eines nicht-invasiven Diagnosegeräts zur bildgestützten Erfassung der Struktur-Funktions-Dynamik der Skelettmuskulatur. Das zu entwickelnde, vollintegrierte, multimodale Gerät soll die präzise, quantitative und schonende Charakterisierung der peripheren Aktivierung der gelenkführenden Muskeln auf der Basis elektrophysiologischer und mechanischer Kenngrößen im Ultraschall (Elastographie, quantitativer Ultraschall (QUS)) ermöglichen.
Zentraler Inhalt ist die genaue zeitlich-räumlich aufgelöste Analyse der Muskelaktivierung innerhalb klinischer Tests. Damit soll ein nicht-invasiver Biomarker zur Einschätzung der Funktionsfähigkeit der Skelettmuskulatur und dessen Einschränkung infolge von Krankheitsprozessen im myofaszialen Gewebe und den zugehörigen Gelenken entwickelt werden. Neben der zeitlich-räumlichen Erfassung der Muskelaktivität (HD-SEMG) könnten mittels innovativer zeitharmonischer Elastographie (THE) erstmals Serien-Elastogramme von Muskeln bei Belastungsänderung aufgezeichnet werden. Weiterhin soll die dynamische Messung der gewebespezifischen Dämpfung und Rückstreuung mittels QUS jeweils kraftabhängig ermöglicht werden. Im Folgenden werden die Ziele und Inhalte der Projektpartner abgegrenzt voneinander dargestellt:
GAMPT leitet die Forschung und Entwicklung des Verfahrens und achtet auf die Einhaltung der jeweils gültigen regulativen Anforderungen an Medizinprodukte. Sie ist federführend für die Hardware des Demonstrators verantwortlich und wird diese auch nach Abschluss des Projektes produzieren und vertreiben.
Das MVZ wird in Kooperation mit den anderen Partnern die elektrophysiologischen Messungen und deren wissenschaftliche Vernetzung mit der time harmonic elastography (THE) realisieren. Der zeitliche Aufwand einer Messung muss für Rehabilitationszentren praktikabel sein. Eine diesbezügliche Machbarkeitsstudie wird in der MVZ Sportklinik realisiert. Hier erfolgt die Verifizierung von Pilotmessungen sowie die Unterstützung der Partner bei der Fehlersuche und daraus resultierenden Anpassungen der Hardware.
Die MLU begleitet diesen iterativen Prozess zur Entwicklung des finalen Designs für die elektrophysiologische Datenerhebung. Die hierbei erhobenen Daten bilden die Grundlage für die (Weiter)Entwicklung und Programmierung der notwendigen Algorithmen. Des Weiteren werden gemeinsam mit dem MVZ Sportklinik und anhand aktueller internationaler Standards die Ergänzungspotenziale für derzeitige Return-to-Sport Testungen geprüft.
Die Charité fokussiert sich auf die folgenden technischen Entwicklungspakete: Optimierung der mechanischen Anregung der Skelettmuskulatur und Algorithmenentwicklung für die zeitaufgelöste Messung und Darstellung von Steifigkeiten und Viskositäten der Skelettmuskulatur.
Die HOME ist federführend bei der Entwicklung und Implementierung von KI-unterstützten Verfahren zur zeitaufgelösten Bestimmung akustischer, gewebespezifischer Parameter der Skelettmuskulatur und führt Untersuchungen zur Optimierung der Schalldruckverteilung und des akustischen Outputs des Prototyps durch.
Der Projektverlauf sieht darüber hinaus eine schrittweise Zusammenführung der verschiedenen Einzeltechniken vor. Deren diagnostische Eignung und Praktikabilität werden zunächst am Kniegelenk erprobt, mit dem Ziel der Wirksamkeitsprüfung in der Rehabilitationsmedizin.
Zentraler Inhalt ist die genaue zeitlich-räumlich aufgelöste Analyse der Muskelaktivierung innerhalb klinischer Tests. Damit soll ein nicht-invasiver Biomarker zur Einschätzung der Funktionsfähigkeit der Skelettmuskulatur und dessen Einschränkung infolge von Krankheitsprozessen im myofaszialen Gewebe und den zugehörigen Gelenken entwickelt werden. Neben der zeitlich-räumlichen Erfassung der Muskelaktivität (HD-SEMG) könnten mittels innovativer zeitharmonischer Elastographie (THE) erstmals Serien-Elastogramme von Muskeln bei Belastungsänderung aufgezeichnet werden. Weiterhin soll die dynamische Messung der gewebespezifischen Dämpfung und Rückstreuung mittels QUS jeweils kraftabhängig ermöglicht werden. Im Folgenden werden die Ziele und Inhalte der Projektpartner abgegrenzt voneinander dargestellt:
GAMPT leitet die Forschung und Entwicklung des Verfahrens und achtet auf die Einhaltung der jeweils gültigen regulativen Anforderungen an Medizinprodukte. Sie ist federführend für die Hardware des Demonstrators verantwortlich und wird diese auch nach Abschluss des Projektes produzieren und vertreiben.
Das MVZ wird in Kooperation mit den anderen Partnern die elektrophysiologischen Messungen und deren wissenschaftliche Vernetzung mit der time harmonic elastography (THE) realisieren. Der zeitliche Aufwand einer Messung muss für Rehabilitationszentren praktikabel sein. Eine diesbezügliche Machbarkeitsstudie wird in der MVZ Sportklinik realisiert. Hier erfolgt die Verifizierung von Pilotmessungen sowie die Unterstützung der Partner bei der Fehlersuche und daraus resultierenden Anpassungen der Hardware.
Die MLU begleitet diesen iterativen Prozess zur Entwicklung des finalen Designs für die elektrophysiologische Datenerhebung. Die hierbei erhobenen Daten bilden die Grundlage für die (Weiter)Entwicklung und Programmierung der notwendigen Algorithmen. Des Weiteren werden gemeinsam mit dem MVZ Sportklinik und anhand aktueller internationaler Standards die Ergänzungspotenziale für derzeitige Return-to-Sport Testungen geprüft.
Die Charité fokussiert sich auf die folgenden technischen Entwicklungspakete: Optimierung der mechanischen Anregung der Skelettmuskulatur und Algorithmenentwicklung für die zeitaufgelöste Messung und Darstellung von Steifigkeiten und Viskositäten der Skelettmuskulatur.
Die HOME ist federführend bei der Entwicklung und Implementierung von KI-unterstützten Verfahren zur zeitaufgelösten Bestimmung akustischer, gewebespezifischer Parameter der Skelettmuskulatur und führt Untersuchungen zur Optimierung der Schalldruckverteilung und des akustischen Outputs des Prototyps durch.
Der Projektverlauf sieht darüber hinaus eine schrittweise Zusammenführung der verschiedenen Einzeltechniken vor. Deren diagnostische Eignung und Praktikabilität werden zunächst am Kniegelenk erprobt, mit dem Ziel der Wirksamkeitsprüfung in der Rehabilitationsmedizin.
Kooperationen im Projekt
Kontakt
Prof. Dr. René Schwesig
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Department für Orthopädie, Unfall- und Wiederherstellungschirurgie
Ernst-Grube-Str. 40
06120
Halle (Saale)
Tel.:+49 345 5571317
weitere Projekte
Die Daten werden geladen ...