Konstruktive Präsentation und biomechanische Designoptimierung einer Knieendoprothese durch Nutzung künstlicher Intelligenz
(EXPERTEB)
 

Die additiv-generative Fertigung erlaubt prinzipiell die kostengünstige Produktion individualisierter Medizinprodukte, wobei allerdings die jeweilige Individualisierung eines existierenden Designs bzw. die Entwicklung eines neuen Designs ein zeit- und kostenintensives Unterfangen darstellt. Der innovative Projektansatz besteht in der Beseitigung dieses Mankos durch die Nutzung von künstlicher Intelligenz zur Unterstützung des Designprozesses.
Im Vorhaben erfolgt daher erstens die Integration eines künstlichen neuronalen Netzwerkes (KNN) in ein Expertensystem mit dessen Hilfe der behandelnde Arzt problemspezifische Designvorschläge für Implantate erhält. Zweitens wird ein Optimierungsalgorithmus zur Individualisierung von Implantaten, basierend auf genetischen Methoden in dieses Expertensystem integriert.
Das KNN stellt eine lernfähige numerische Architektur dar mit deren Hilfe Entscheidungsfindungen beschleunigt und optimiert werden können. Arbeitsziel im Projekt wird es sein dieses KNN entsprechend der gestellten Anforderungen an patientenindividuelle Knieimplantate auszulegen und derartig anzulernen, dass Designvorschläge generiert werden können.
Basierend auf numerischen Knochenumbausimulationen wird das vorgeschlagene Design mittels eines Optimierungsalgorithmus an den Patienten angepasst. Hierfür werden die notwendigen Routinen erstellt, getestet und in das Expertensystem integriert.