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In der vorliegenden Bachelorarbeit geht es hauptsächlich um Therapiemethoden im Bereich der Epilepsie. Dabei wird vorwiegend auf Neurostimulationsverfahren, vor allem die Therapie mit Hirnschrittmachern eingegangen. Zunächst wird Epilepsie definiert, ehe wesentliche Kenntnisse über Ätiologie und Pathophysiologie von Epilepsie rekapituliert und zu einem erweiterten Verständnis der Wirkmechanismen verholfen werden soll. Die Epilepsieformen, die möglicherweise von der Hirnschrittmachertherapie profitieren, werden danach aufgegriffen. Danach wird auf bildgebende Verfahren, welche die präoperative Beurteilung erleichtern eingegangen und schließlich auf die eigentlichen Therapieverfahren. Bezüglich der Therapiemethoden wird zunächst mit konservativen, bewährten Methoden begonnen und schließlich werden ebenfalls neue Möglichkeiten zur Epilepsiebehandlung aufgezeigt. Den größten Teil der Therapiemethoden macht die ausführliche Beschreibung der Hirnschrittmachertherapie aus. Dazu wurde die Umfrage an Neurologen und Neurochirurgen durchgeführt, um einen Teil zur Primärforschung beizutragen. Diese wurden zu verschiedenen Themengebieten in diesem Bereich aufgrund Ihrer Erfahrungen befragt. Hierbei ist das Ziel, die ethischen Aspekte und die Perspektive der Patienten einzubeziehen, um Ergebnisse direkt aus dem klinischen Alltag zu gewinnen. Womöglich kann Betroffenen nach der Einsicht der Analyseergebnisse zu Teilen ihre Angst vor der Operation genommen werden. Darüber hinaus soll die Umfrage die präoperativen Entscheidungsmöglichkeiten der Neurochirurgen erweitern.

In dieser Arbeit wurde versucht, mithilfe der Elektrokapillarität eine Pumpe zu entwickeln. Dazu wurden Versuche zum Elektrowetting-on-Dielectric (EWOD) durchgeführt. Dabei wurden unter anderem verschiedene Beschichtungen getestet, die unterschiedliche Kontaktwinkel und Kontaktwinkeländerungen erzeugen. Diese Beschichtungen wurden mit einfachen Mitteln aufgetragen, wobei die Methoden der Sprüh- und Tauchbeschichtung angewandt wurden. Es wurden Beschichtungsdicken von etwa 20 bis 40 µm erzielt. Die Beschichtungen, die in der Elektrobenetzungszelle erfolgreich waren, wurden anschließend auf einen porösen Kupferschaum übertragen. Dabei scheiterte man jedoch an der vollständigen Benetzung der Strukturen. Auch nach mehrfacher Beschichtung kam es immer wieder zur Elektrolyse.

In dieser Arbeit wird ein Proof of Concept für die Systemarchitektur eines implantierbaren Sensor-Prototypen entwickelt. Dafür werden die Systemteile mit Hilfe eines laboratorischen Aufbaus programmiert und getestet. Die Sensordaten des Implantats sollen erfasst, analog und digital gefiltert und anschließend per Bluetooth Low Energy übertragen werden. Hauptaufgabe der Arbeit ist die Implementierung der digitalen Filterung des Signals von Netzbrummen und die Bereitstellung der Bluetooth-Funktion und -Übertragung. Durch die Programmierung des Adafruit Feather nRF5240 Express kann das abgetastete Signal mit einem IIR-Filter verarbeitet werden. Durch Implementierung des BLE-Stacks, anhand der SoftDevice von Nordic Semiconductor, kann eine stabile Bluetooth-Verbindung mit kontinuierlicher Datenübertragung realisiert werden. Zur Prüfung der Systemfunktion wird die „Bluefruit-LE-Connect“-Applikation von Adafruit Industries an den Code des Sensorsystems angepasst und erweitert. Dadurch können die Bluetooth-Daten empfangen werden und in einem Plotter in Echtzeit visualisiert.

Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit der Konstruktion und FEM-Analyse eines Fußes passend zum Stelzfuß von Capua mit der CAD-Software Autodesk. Der Stelzfuß von Capua ist eine ca. 2300 Jahre alte Beinprothese, welche 1884/1885 bei einer Ausgrabung im historischen Capua/Kampanien gefunden wurde. Da diese Arbeit an einer bereits bestehenden Bachelorarbeit anknüpft, bedarf es einiger Vorarbeit, um mit der Konstruktion zu beginnen. Da in der Ausgrabung 1884/1885 keine Fußprothese gefunden wurde, müssen vergleichbare historische Daten herangezogen werden. Zudem müssen die anthropometrischen Daten der bereits bestehenden Rekonstruktion des Stelzfußes angepasst werden. Zudem wird die Fertigung mittels additiver Fertigung und die dort vorhandenen Materialien hinsichtlich der Nutzung in der Medizin betrachtet. Wie auch die Eignung derer durch eine Belastungsanalyse.

Vorhofflimmern ist die häufigste tachykarde Herzrhythmusstörung weltweit. Dabei verliert das Herz seinen normofrequenten Sinusrhythmus und schlägt nicht mehr regelmäßig, sondern zu schnell und unregelmäßig. Vorhofflimmern ist normalerweise keine lebensbedrohliche Herzrhythmusstörung, aber es kann zu einem Schlaganfall führen. Die Ursache dieser Herzrhythmusstörung sind die Kreisende bzw. die fokalen Erregungen im linken Atrium, die hauptsächliche aus einer oder mehreren Pulmonalvenen kommen. Die übliche Therapieverfahren des Vorhofflimmerns ist die Pulmonalvenenisolation. Diese Bachelorthesis beschäftigt sich daher mit der Modellierung unterschiedlicher linksatrialer Fokus-Modelle und intrakardialer Elektrodenkatheter für die Diagnostik und Terminierung von Vorhofflimmern mittels Pulmonalvenenisolation im Offenburger Herzrhythmusmodell nach Schalk, Krämer und Benke, welches in CST Studio Suite realisiert wurde. Zu Beginn wurden die verschiedenen linksatrialen fokalen Flimmerquellen modelliert und daraufhin simuliert. Hierbei wurde jeweils eine Simulation mit linksatrialen fokalen Flimmerquellen, die aus einzelnen, dualen oder allen vier Pulmonalvenen kommen, durchgeführt. Es wurde ebenfalls eine weitere Simulation mit Biosignalen (aus der Realität) erstellt. Mit diesen Simulationen konnte nun der elektrische Erregungsablauf sichtbar gemacht werden. Daraufhin wurden die Katheter für die Diagnostik und für die Pulmonalvenenisolation modelliert und in das bestehende Offenburger Herzrhythmusmodell integriert. Bei den Diagnostik-Kathetern handelte es sich um 10-polige Lasso® Katheter, zwei Varianten von PentaRay® NAV eco Katheter und 4-polige Diagnostik-Katheter „OSYPKA FINDER pure®“. Ablationskatheter sind zwei Varianten von Pentaspline Basket pose Katheter und HELIOSTAR™ Ablation Ballon. Abschließend wurden verschiedene Varianten von Isolationsverfahren der Pulmonalvenen modelliert und daraufhin die linksatrialen fokalen Flimmerquellen nach der Isolation der Pulmonalvenen simuliert.