Dortmunder Ingenieur arbeitet an Lösung gegen Nackenschmerzen

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Erst schmerzt der Nacken, dann der Kopf. Manchmal bis zur Migräne. Das Problem: falsche und starre Haltung am Arbeitsplatz. Der Ingenieur Puian Tadayon (33) hat ein Mittel dagegen erfunden.

von Annette Feldmann

Dortmund

, 04.11.2018, 04:05 Uhr / Lesedauer: 3 min

Es ist ein sogenanntes „Wearable“, ein am Körper tragbares Mess-System wie ein Fitnesstracker, das der junge Forscher und Doktorand der Fachhochschule Dortmund im Team mit Prof. Dr. Ing. Thomas Felderhoff entwickelt. Der Mini-Computer erfasst im Alltag alle Bewegungen des Nackens, er warnt den Träger in Echtzeit vor Fehlhaltungen und leitet ihn sogar als Trainer zu maßgeschneiderten Übungen an. Dabei spannt er auch gleich die digitale Technik unseres Alltags ein: Handy, Bluetooth und Cloud!

Dauerblick aufs Smartphone

„Wenn ich mal wieder lange intensiv am Bildschirm gearbeitet habe, weiß ich, wofür wir das machen“, beschreibt Puian Tadayon seine eigenen Erfahrungen. Und damit ist er nicht allein. Falsche und starre Haltungen am Arbeitsplatz verderben Laune und Gesundheit. Jeden Zweiten erwischt es irgendwann. Unter typischen Arbeitsplatzbeschwerden stehen Nackenschmerzen nach einer aktuellen Umfrage von Spiegel online auf Platz 1. PC-Arbeit, aber vor allem auch der Dauerblick der Smartphone-Junkies aufs Display, fördern den „Geierhals“: der vorgestreckte Kopf verärgert die Halswirbel C1 bis C7 und verspannt die anliegenden Muskeln.

Bis zu 27 Kilogramm zusätzliches Gewicht lasten bei dieser Kopfhaltung auf der Halswirbelsäule, zitiert Puian Ärzte-Warnungen aus aktuellen amerikanischen Studien. Das ist so schwer wie zweieinhalb Kästen Bier oder ein halber Sack Zement. Je gebeugter der Kopf, desto schlimmer.

Dortmunder Ingenieur arbeitet an Lösung gegen Nackenschmerzen

Ein Brustgurt und ein Headset, mehr braucht es nicht, um die Daten auszumessen und bei Fehlhaltung als Signal an den Körper zurückzugeben. © Stephan Schütze

Das Gerät selbst wird in zwei Modulen getragen: Mit Brustgurt, wie man es vom Sport kennt, und mit einem einseitigen Headset am Ohr. Kennt man vom mobilen Telefonieren. Bei Fehlhaltungen vibriert der Brustgurt und/oder das Handy mahnt: Jetzt aber Bewegung! Von der Technik, die dahinter steckt, spürt und sieht der Träger nichts.

Bewegungsdaten werden ans Handy gemeldet

„Zwischen Kopf- und Brustmodul wird ein dreidimensionales Magnetfeld erzeugt. Ein Mini-Rechner mit Sensor im Kopfmodul misst und erfasst die Bewegungs-Daten, und ein mathematischer Algorithmus berechnet die 3-D-Positionen“, erklärt Puian in Kurzfassung. Per Bluetooth werden die Bewegungsdaten an das Handy gemeldet und übers Internet in der Cloud gespeichert. Mit Hilfe einer App lassen sich die Daten vom Arzt oder Physiotherapeuten wieder auslesen, um eine Therapie zu entwickeln. Und plötzlich werden unsere digitalen Alltags-Begleiter zum virtuellen Therapeuten!

Dortmunder Ingenieur arbeitet an Lösung gegen Nackenschmerzen

Von der komplizierten Technik bekommen die, die sie tragen, nichts mit. © Stephan Schütze

Noch hält der junge Forscher nur die reine Technik in den Händen, getestet an Industrie-Robotern der Fachhochschule. Aber bis zur weltgrößten Medizintechnik-Messe im November in Düsseldorf, der Medica, sollen die Platinen mit den Mikroprozessoren möglichst klein und anwendungsfähig „verpackt“ sein: Eben in Headset und Brustgurt. „Medithena“ (Mobile Erfassung, Diagnose und interaktive Therapie von Nackenschmerzen im Alltag) wird der virtuelle Therapeut heißen. „Das Timing ist ziemlich sportlich“, räumt Puian ein, „aber wir versuchen es.“ Die Fachhochschule kann dann mit der zum Patent angemeldeten Erfindung am NRW-Stand Punkte machen.

Biomedizintechnik als Schwerpunkt

Die medizinisch-technische Innovation ist kein Zufalls-Treffer an der FH. Biomedizintechnik, eine der Schlüsseltechnologien unserer Zeit, ist ein Forschungsschwerpunkt und seit dem Wintersemester 2017/18 ein neuer, extrem nachgefragter Studiengang. Sozusagen „the best of“ Elektrotechnik, Informationstechnik, Maschinenbau und Informatik.

Prof. Dr. Felderhoff vom Fachbereich Informationstechnik, Sprecher des Forschungsschwerpunktes, weiß genau, wer in der Biomedizintechnik gebraucht wird: „Ingenieure und Ingenieurinnen, die über Disziplinen hinweg denken können, die die Sprache der Mediziner und Biologen verstehen.“ So wie Puian Tadayon, der allerdings noch als Prof. Felderhoffs jahrgangsbester Student Informationstechnik studiert hatte, Master of Engeneering wurde und mehrere Studienpreise errang.

Zukunftssichere Arbeitsplätze

Ziel der fächerübergreifenden Disziplin Biomedizintechnik ist es, so Felderhoff, „zu erforschen, wie man Menschen jeden Alters das Leben erleichtern und ihnen mit einer Technik helfen kann, die für jeden begreifbar und leicht anwendbar ist. Angesichts der Alterung der Bevölkerung wird das immer wichtiger – und es bietet unseren Ingenieuren zukunftssichere Arbeitsplätze.“

Das weiß auch die Politik. Denn Schmerzen im Bewegungsapparat, nicht nur im Nacken, sind eine Volkskrankheit und sorgen für Arbeitsausfälle. Darum wird „Medithena“ als Forschungsprojekt vom Bundesministerium für Forschung bis 2020 gefördert. Prof. Felderhoff sieht für die Erfindung aber noch ein viel breiteres Anwendungsfeld: „In Unternehmen am Arbeitsplatz eingesetzt, kann Medithena sehr objektiv einseitige, krankmachende Bewegungsabläufe erkennen, so dass man sie auch für Körperteile wie Hüfte, Knie oder Schulter weiterentwickeln kann.“

Dortmunder Ingenieur arbeitet an Lösung gegen Nackenschmerzen

Im Team von Professor Thomas Felderhoff (2.v.r.) hier mit Professorin Anja Hartmann (rechts), Testperson Viktoria Aschendorf und Erfinder Puian Tadayon, wird das Wearable entwickelt. © Stephan Schütze

Die FH hat dafür ein Netzwerk aus Kooperationspartnern in Dortmund, Berlin und Magdeburg geknüpft. Puians Arbeitgeber, der Dortmunder Ingenieurdienstleister Smart Mechatronics GmbH aus dem Technologie-Park, fungiert als Verbund-Koordinator und entwickelt im Rahmen des Forschungsprojektes auch die Hardware. Um die für den Träger angenehmste „Verpackung“ herauszufinden, unterstützte das FH-Team der angewandten Sozialwissenschaften die Informationstechnik-Kollegen mit Umfragen und Untersuchungen. Herausgekommen ist die Kombination aus Brustgurt und einseitigem Headset.

An der Bewertung der Bewegungsdaten und der Entwicklung einer interaktiven Therapie arbeitet das Julius-Wolff-Institut der Berliner Charité. Denn für die spätere Diagnose und Therapie können Ärzte mit einem Wust an Bewegungsdaten wenig anfangen. Sie brauchen eine leicht zu lesende Auswertehilfe. In Berlin und im Bergmannsheil Bochum werden dann auch Patienten-Tests laufen. Ein Unternehmen aus Magdeburg, StatConsult IT-Service, ist für die App-Software zuständig und soll Medithena dann auch marktreif machen. Möglicherweise über eine Ausgründung der Fachhochschule.

Begeisterung für Medizin und Technik

Aber alles wäre ohne Puian Tadayons Forscher- und Erfindergeist nicht möglich gewesen. Und auch nicht ohne seine parallele Begeisterung für Medizin und Technik. Der Dortmunder mit iranischen Eltern, war nach der Schule zwischen beiden Studienmöglichkeiten hin- und hergerissen. Denn Biomedizintechnik gab es noch nicht. Seinen Zivildienst leistete er schon mal als Rettungshelfer, sozusagen auf dem Weg zur Medizin. Aber dann fing ihn doch die Informationstechnik ein.

Die Entwicklung von Medithena sieht er geradezu liebevoll: „Es ist wie ein Baby, das zunächst als Idee und Konzept ganz klein war und dass sich jetzt so weit entwickelt hat, dass wir es hoffentlich bald in die Welt hinaus entlassen können. Wenn unsere Erfindung dann Menschen hilft, Schmerzen zu lindern oder sogar zu vermeiden, dann ist das schon eine sehr coole Sache.“

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