FSP Medical Technology & Biomechanics

Spokesperson: Prof. Alexander Schlaefer, schlaefer(a)tuhh.de

Deputy Spokesperson: Prof. Michael Morlock, morlock(a)tuhh.de

 

Modern patient care is unthinkable without the continuous improvement of implants and diagnostic procedures over the last 50 years. Diseases can now be detected much earlier and treated better. Future improvements require joint efforts of all engineering disciplines together with the medical specialties. Modern imaging techniques in combination with machine learning methods as well as the improvement of surgical procedures play an important role in this context. Digitization in combination with classical electrotechnical, mechanical and biotechnological approaches is the way of the future to solve health problems of an aging society.

The TUHH covers the current topics in medical technology both in basic research and in applied research. The close research cooperation with the University Medical Center Hamburg-Eppendorf (UKE) under the umbrella of the joint Medical Technology Research Center (FMTHH) provides the ideal conditions for this. New methods and procedures developed at the TUHH can thus be tested and further developed in a clinical environment. Young scientists from the fields of engineering and medicine thus learn to work together in joint projects at an early stage.

The focus of research in the FSP is on

  • Imaging methods (Institute for Biomedical Imaging),
  • Robotics, navigation, and machine learning methods (Institute of Medical Technology and Intelligent Systems),
  • Microelectronic sensors, implants and organ-on-chip (Institute of Microsystems Engineering),
  • Human-machine interfaces (Institute of Integrated Circuits),
  • Endoprosthesis, implants and biomechanics (Institute of Biomechanics),
  • 3D tissue models and tissue engineering (Institute of Bioprocess and Biosystems Engineering and Institute of Continuum and Materials Mechanics),
  • Customizable simulation models e.g. for replicating the patient-specific blood circulation system using additive manufacturing techniques (Product Development and Design Engineering).

In addition to carrying out numerous DFG and BMBF projects, the Interdisciplinary Competence Center for Interface Research (ICCIR) investigates and optimizes the properties and interactions of materials and tissues at interfaces. Intelligent medical implants based on optoelectronic components for new human-machine interfaces are being researched in the I3-Lab HELIOS. The I3-Lab M4 focuses on the modeling of soft tissue by machine learning methods. In addition to these basic research-oriented projects, there is close cooperation with local, national and international medical technology companies (including B. Braun Aesculap, DePuy Synthes, Philips, Essity). Continuing education of physicians together with the relevant professional associations enables the transfer of the latest findings directly into application

An independent master's degree program in medical engineering with 3 specializations covers the entire breadth of the research field. In the master's degree programs of all deaneries, specializations from medical engineering can be taken.

Prof. Alexander Schlaefer
Prof. Michael Morlock
Institutes
Name Institute
Prof. Christian Cyron Kontinuums- und Werkstoffmechanik
Prof. Alexander Düster Konstruktion und Festigkeit von Schiffen
Prof. Cornelius Herstatt Technologie und Innovationsmanagement
Dr.-Ing. Marko Hoffmann Mehrphasenströmungen
Dr.-Ing. Gerd Huber Biomechanik
Prof. Thomas A. Kern Mechatronik im Maschinenbau
Prof. Tobias Knopp Biomedizinische Bildgebung
Prof. Alexander Kölpin Hochfrequenztechnik
Prof. Dieter Krause Produktentwicklung und Konstruktionstechnik
Prof. Wolfgang Krautschneider Integrierte Schaltungen
Prof. Ulf Kulau Smart Sensors
Sarah Latus Medizintechnische und Intelligente Systeme
Prof. Marko Lindner Mathematik
Prof. Michael Morlock Biomechanik
Prof. Ralf Pörtner Bioprozess- und Biosystemtechnik
Prof. Thomas Rung Fluiddynamik und Schiffstheorie
Prof. Alexander Schlaefer Medizintechnische und Intelligente Systeme
Prof. Michael Schlüter Mehrphasenströmungen
Prof. Christian Schuster Theoretische Elektrotechnik
Prof. Hoc Khiem Trieu Mikrosystemtechnik
Dr. Cheng Yang Theoretische Elektrotechnik
 
Current Projects (Highlights)
Institute Projects
Biomechanik - Identification of the Factors leading to Periprosthetic Femur Fracture in Total Hip Arthroplasty
- Körpervermessung zur Maßanpassung von Kompressionstextilien zur Optimierung des Kompressionsdruckes
- Primary Stability of Acetabular Cups in Total Hip Arthroplasty
Biomedizinische Bildgebung - Adaptive Crossmodale Sensordatenerfassung 
- Erstes Niedrigfeld Magnetic-Particle-Imaging System für humane Neurologische Anwendungen
- MAGnetic Particle Imaging for the Treatment and Imaging of Stroke
Bioprozess- und Biosystemtechnik - Digital Twin-gestütztes Prozessdesign für NK-Zelltherapien
- Dynamische Modellierung und Gesamtevaluation des Systems
- SPP 2170: Teilprojekt "CaproMix- Entwicklung neuer und definierter Co-Kulturen zur Bioproduktion von 
   Capronsäure aus Kohlendioxid"
Fluiddynamik und Schiffstetheorie - Analyse der Strahlausbreitung und Schallemissionen von Schiffmanövrierorganen durch Simulation
- Development of a novel wave energy converter based on hydrodynamic lift forces
- Echtzeit-nahe Modellierung und Simulation von Umwelteinflüssen auf den Energieverbrauch von Schiffen
Hochfrequenztechnik - Automated Multisensor Stations for Monitoring of BioDiversity - AMMOD
- DFG-Fraunhofer-Kooperation 2020: MEMS-basierte parametrische Verstärker für Reichweitenoptimierung 
   drahtloser Sensornetze
- Elektronisch schwenkbare Planarantennen für mobile Satellitenkommunikation in der Avionik - BANG
Integrierte Schaltungen - Entwicklung eines neuartigen CMOS-Sensorarrays sowie einer miniaturisierten On-Chip-Ausleseelektronik 
   mit NFC-Datenübermittlungselektronik, drahtloser Energieversorgung und direkt integriertem
   Mikrocontroller
- Entwicklung eines Sensor-Mikrochips mit dreidimensionaler Messung von Kräften, Momenten und deren 
   Richtung eines Kalibrierungssystems zur Anwendung im Systemverband
- Innovative Technologien in der Krebsdiagnostik und -therapie
Kontinuums- und Werkstoffmechanik - Numerische Modellierung der Steuerung der Motilität des menschlichen Magens durch die Hirn-Magen-Achse
- Numerische Multiphysikmodellierung des postprandialen menschlichen Magens
- Predicting the influence of the nano-compositional bone architecture via finite element modeling
Konstruktion und Festigkeit von Schiffen  - Echtzeitprognose der Bewegung von Offshore-Strukturen im Seegang; Nichtlineare Prognose von Seegang und
   Strukturbewegung, Wellenableitung und Implementierung
- Einfluss korrosiver Medien auf die Schwingfestigkeit von Offshore Windenergieanlagen
- Entwicklung eines Entwurfskonzepts für Personenzüge und Kreuzfahrtschiffe unter Berücksichtigung von automatisierter
   Fertigung
Mathematik - Modellierung, Simulation und Optimierung mit fluiddynamischen Anwendungen
- Positional Games und deren Zusammenspiel mit der Theorie von Zufallsgraphen
- TIME parallelisation: for eXascale computing and beyond
Mechatronik im Maschinenbau - Gleichstromenergieversorgung für Schiffe: Konzepterstellung und Optimierung der Energieverteilung sowie 
   Sektorenkopplung auf Schiffen unter Berücksichtigung dezentraler Energieerzeugung und Verteilung auf DC
Medizintechnische und Intelligente Systeme - Vollautomatische, deep-learning basierte Detektion von Anomalien auf Schädel-MRT-Bilddaten für die 
   Patientenversorgung (AnomalieDetektor); Entwicklung von Deep-Learning (DL) Architekturen zur Anomalie-
   Setektion
- Vollautomatische, strukturierte Befundung von Röntgen-Thorax-Aufnahmen für die Routineanwendung in der 
   Patientenversorgung
- Digitalisierung postmortaler Biopsien (LOM)
Mehrphasenströmungen - Aerosolpartikel und ihre Ausbreitung - Wissenschaftliches Netzwerk zur Unterstützung des interdisziplinären 
   Austausches in der DFG-Fokusförderung COVID-19
- Feinblasen für biokatalytische Prozesse: Mikroskalige Phänomene und neuartige Anwendungen
- Mass Transfer and Hydrodynamics in Multiphase Reactors
Mikrosystemtechnik  
Produktentwicklung und Konstruktionstechnik  
Smart Sensors  
Technologie und Innovationsmanagement  
Theoretische Elektrotechnik  

 

Cooperations (Highlights)

Institut für Medizintechnische und Intelligente Systeme

Kooperationen mit Unternehmen

 

Philips GmbH Innovative Technologies/ Research Laboratories Hamburg

jung diagnostics GmbH

eemagine Medical Solutions GmbH

WEINMANN Emergency Medical Technology GmbH + Co. KG

 

Kooperation mit Kliniken

 

Institut für Osteologie und Biomechanik (IOBM), Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf

Institut für Rechtsmedizin, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf

Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde, Kopf- und Halschirurgie, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf

Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck

Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel

 

Publications (Highlights)