Fallstudie

Digitalisierung chirurgischer Instrumente zur Echtzeitüberwachung bei Wirbelsäulenoperationen

T&S digitalisierte Instrumente für die Wirbelsäulenchirurgie mit integrierten Sensoren und BLE-Übertragung zur Kraftüberwachung in Echtzeit – vom Konzept bis zur Unterstützung bei der Serienfertigung (ISO 13485).

Veröffentlichungsdatum
14. Juni 2026
Fachgebiete / Branchen
Gesundheitswesen & Biowissenschaften
Produkt & Prozess
Kunde
Vertraulich – Europäischer Hersteller von Medizinprodukten (Wirbelsäulenchirurgie)
Technologie und Werkzeuge
Creo CAD; Altium Designer; Bluetooth Low Energy (BLE); Python; Eingebettete Erfassungssysteme; ISO 13485
Projekt

Digitale Technologien bringen Echtzeitdaten und intelligente Überwachung direkt in den Operationssaal. Ein europäisches Medizintechnikunternehmen hat sich mit T&S zusammengetan, um chirurgische Instrumente für Wirbelsäuleneingriffe zu digitalisieren. Dabei wurden Sensoren, eingebettete Elektronik und Datenübertragung in die Instrumente integriert, um Chirurgen dabei zu unterstützen, die ausgeübte Kraft besser zu kontrollieren und das Risiko eines Schraubenausbruchs bei der Wirbelsäulenfixierung zu verringern. Durch die Kombination von Fachwissen in den Bereichen Maschinenbau, eingebettete Systeme, Software und Medizinprodukte begleitete T&S das gesamte Projekt vom Konzept bis zur Unterstützung bei der Industrialisierung.

Kundenkontext

Der Kunde, ein auf Wirbelsäulenchirurgie spezialisierter Hersteller medizinischer Geräte, wollte die chirurgische Präzision durch vernetzte Instrumente verbessern, die operatives Feedback in Echtzeit liefern. Herkömmliche Instrumente boten nur begrenzte Einblicke in die während kritischer Fixierungsphasen ausgeübten Kräfte. Daher strebte der Kunde eine digitale Überwachung innerhalb des chirurgischen Arbeitsablaufs an, ohne dabei die Benutzerfreundlichkeit, Ergonomie oder klinische Praxis zu beeinträchtigen – und zwar durch die Integration fortschrittlicher Sensorik und Datenübertragung in kompakte Instrumente unter Wahrung von Zuverlässigkeit, Sterilisierbarkeit und Konformität mit den gesetzlichen Vorschriften.

Geschäftliche Herausforderungen

  • Integration von Messfunktionen in mechanische Umgebungen mit engen Platzverhältnissen bei präziser Datenübertragung in Echtzeit
  • Gleichzeitige Berücksichtigung von Hardware-Miniaturisierung, Sensorintegration und mechanischer Robustheit
  • Koordination der Integration von Hardware, Software und Mechanik innerhalb eines konformen Rahmens für Medizinprodukte
  • Ermöglichen Sie Rapid Prototyping für eine schnelle Konzeptvalidierung und iterative Entwicklung
  • Berücksichtigen Sie die industrielle Fertigung bereits in den frühesten Entwurfsphasen, um Skalierbarkeit und Herstellbarkeit zu gewährleisten

Die T&S-Lösung

T&S lieferte einen durchgängigen Engineering-Ansatz, der die Ideenfindung, den Proof-of-Concept, die vollständige Produktrealisierung und die Unterstützung bei der Industrialisierung umfasste. Den Anfang bildete die Konzeptdefinition, um geeignete Sensortechnologien, eine Datenübertragungsarchitektur und eine Strategie für die mechanische Integration zu ermitteln. In einer Proof-of-Concept-Phase wurde die Machbarkeit validiert: T&S entwickelte Erfassungs- und Übertragungsplatinen, implementierte eingebettete Software und schuf eine Überwachungsschnittstelle für die Echtzeitüberwachung während der Tests. Die Mechanik-Teams führten 3D-Studien und Integrationsanalysen durch, um die Elektronik so einzubetten, dass weder Ergonomie noch Leistung beeinträchtigt wurden. Nach der Validierung integrierte T&S Mechanik, Hardware und Software in ein einheitliches, vernetztes Ökosystem für medizinische Geräte und leistete Unterstützung bei der Industrialisierung und medizinischen Zertifizierung, um den Einsatz vorzubereiten.

Technologien & Fachwissen

  • Creo CAD
  • Altium Designer
  • Bluetooth Low Energy (BLE)
  • Python
  • Embedded-Erfassungssysteme
  • ISO 13485

Ergebnisse und geschäftlicher Nutzen

  • Erfolgreiche Digitalisierung von Instrumenten für die Wirbelsäulenchirurgie mit intraoperativer Echtzeitüberwachung
  • Bessere Sichtbarkeit der Krafteinwirkung während der Wirbelfixierung, was zu einem geringeren Risiko des Schraubenausbruchs beiträgt
  • Schnellere technische Validierung und geringere Entwicklungsunsicherheit durch den Proof-of-Concept-Ansatz
  • Es wurde aufgezeigt, wie vernetzte Medizintechnik die chirurgischen Arbeitsabläufe verbessert und gleichzeitig die Benutzerfreundlichkeit gewährleistet

Fazit

Das Projekt unterstreicht die Fähigkeit von T&S, komplexe vernetzte medizinische Geräte zu entwickeln, die Mechanik, eingebettete Elektronik, Software und Industrietechnik miteinander verbinden, und so herkömmliche chirurgische Instrumente in intelligente, vernetzte Geräte zu verwandeln, die sicherere und datengestützte Eingriffe ermöglichen.

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