Foto eines modularen Systems zur transkraniellen Magnetstimulation (TMS). Im Vordergrund ist ein medizinisches Gerät mit Kopfhalterung und Magnetspulen zu sehen, aufgesetzt auf einem weißen Modellkopf. Im Hintergrund erscheint eine Projektfolie mit dem Logo „mext – modular extended transcranial magnetic stimulation“. Rechts unten befinden sich die Logos der Projektpartner, darunter dtec.bw, Universität der Bundeswehr München, Universität Regensburg sowie weitere Forschungseinrichtungen und Unternehmen

MEXT

Modular Extended Transcranial Magnetic Stimulation

Projektlaufzeit: 09-2024 bis 03-2026

Status: laufend

Von der Forschung in die Anwendung

Hintergrund des Projekts

Das Forschungsprojekt MEXT (Modular Extended Transcranial Magnetic Stimulation) zielt auf die Demokratisierung und Personalisierung der Transkraniellen Magnetstimulation (TMS) ab, einem etablierten, nicht-invasiven Verfahren zur Behandlung neuro-psychiatrischer und neurologischer Erkrankungen. Angesichts der Tatsache, dass TMS bisher primär an stationären und klinischen Standorten durchgeführt wird, verfolgt MEXT die Vision, mobile, sichere und individuell anpassbare Therapielösungen für den Alltag und das Home-Treatment zu schaffen.

Dies wird durch die Entwicklung und Integration von vier Schlüsseltechnologien erreicht: einem tragbaren Stimulator mit variabler Pulsform, patientenfreundlichen Wearables, roboter-gestützter, neuronavigierter Präzision und einem Closed-Loop-System, das Vitalparameter in Echtzeit überwacht und die Behandlung dynamisch anpasst. Ein zentrales Ziel ist die Zertifizierung der neuen Hardware nach Medizinproduktestandards.

Die Universität der Bundeswehr München (UniBw M), die das Projekt federführend leitet (mit Beteiligung aus Elektrotechnik, Psychologie und Sportwissenschaft), arbeitet hierbei in einer interdisziplinären Kooperation mit Industrie- und Klinikpartnern zusammen.

Der Technologiepartner senetics spielt eine wichtige Rolle bei der Überführung der Forschungsergebnisse in die praktische Anwendung. Konkret unterstützt senetics die UniBw M in entscheidenden Bereichen:

  • Design, Entwicklung und Prototyping der Wearables und eines Daumendynanometers
  • Regulatorische Begleitung und technische Beratung, um das Gesamtsystem für klinische Studien und die spätere Inverkehrbringung vorzubereiten

Durch diese Zusammenarbeit schafft MEXT die Grundlage für eine neue Generation der Hirnstimulation, die höchste klinische Präzision mit alltagstauglicher Mobilität und Sicherheit verbindet.

Die Idee

Die zentrale Vision des MEXT-Projekts ist die Schaffung mobiler und personalisierter Therapielösungen. Ziel ist es, TMS-Anwendungen über den klinischen oder stationären Bereich hinaus für Patienten zugänglich zu machen, wodurch Behandlungen flexibler und alltagsnäher gestaltet werden können. Durch einen portablen Stimulator und datengestützte Technologien soll eine zuverlässige und risikofreie Durchführung individueller Therapien direkt beim Patienten, beispielsweise im Rahmen eines gesicherten Home-Treatments, ermöglicht werden.

Die Anforderungen

Um die TMS erfolgreich aus dem klinischen in den mobilen Einsatz zu überführen, müssen eine Reihe technologischer und sicherheitsrelevanter Anforderungen erfüllt werden:

  1. Portabilität und Zugänglichkeit: Entwicklung eines leichten, kompakten und tragbaren Stimulationsgeräts, das den mobilen Einsatz ermöglicht und die Anwendung außerhalb klinischer Umgebungen vereinfacht.
  2. Präzision und Automatisierung: Gewährleistung einer gleichbleibend hohen Stimulationsgenauigkeit auch unter Alltagsbedingungen, was eine automatisierte und präzise Positionierung der Stimulationsspule erfordert.
  3. Personalisierung und Sicherheit: Die Therapie muss in Echtzeit an die individuellen und wechselnden physiologischen Zustände der Patienten angepasst werden können, um maximale Wirksamkeit bei gleichzeitiger Minimierung von Risiken zu gewährleisten. Dies erfordert ein kontinuierliches Monitoring von Vitalparametern.
  4. Benutzerfreundlichkeit und Datenschutz: Die gesamte Systemarchitektur muss patientenfreundlich (Wearables) und ergonomisch gestaltet sein, wobei höchste Standards im Bereich des Datenschutzes und der Datensicherheit eingehalten werden müssen.

Der Lösungsansatz

Zur Realisierung der mobilen und personalisierten TMS-Therapie stützt sich MEXT auf die Entwicklung und Integration von vier Schlüsseltechnologien:

  • Der tragbare Stimulator: Ein komplett neu konzipiertes, leichtes und kompaktes TMS-Gerät. Ziel ist die Entwicklung einer Hochleistungspulsquelle mit variabler Pulsform, die in der Lage ist, die aktuelle Forschung zu ergänzen und die Therapiemöglichkeiten deutlich zu erweitern. Für diese neue Hardware wird auch eine Zertifizierung nach Medizinproduktestandards angestrebt.

  • Patientenfreundliche Wearables: Ergonomisch gestaltete Komponenten, die den Benutzerkomfort optimieren und die Integration der Technologie in den Alltag erleichtern.

  • Roboter-gestützte, neuronavigierte TMS: Ein System, das erfolgreich in vorhandene Messplätze integriert wurde und eine präzise sowie automatisierte Positionierung bei der TMS-Anwendung ermöglicht. Dies steigert die Effektivität und Genauigkeit der Stimulation und kompensiert Bewegungen des Patienten.

  • Closed-Loop-System (Echtzeit-Regelung): Dieses System überwacht kontinuierlich physiologische Vitalparameter des Patienten (z. B. Hautleitwert, Herzfrequenz, Körpertemperatur). Auf Basis dieser Echtzeitdaten passt das System die Therapie individuell und dynamisch an die aktuellen Bedürfnisse des Patienten an. Dies ist der zentrale Mechanismus zur Gewährleistung der Sicherheit und Wirksamkeit beim Home-Treatment.

Der Beitrag von senetics

Das MEXT-Projekt zeichnet sich durch eine interdisziplinäre Kooperation zwischen führenden akademischen und industriellen Partnern aus. Insgesamt sind nahezu 50 Personen von 13 verschiedenen Standorten beteiligt, darunter Fakultäten der Universität der Bundeswehr München (Elektrotechnik, Psychologie, Sportwissenschaft) und externe Kliniken (z. B. Zentrum für Neuromodulation, Universität Regensburg).

senetics ist Teil dieses starken Netzwerks von Industriepartnern, deren Mitwirkung für die erfolgreiche Umsetzung und den späteren Transfer der Technologie in die medizinische Praxis unerlässlich ist.

Konkret unterstützt senetics die Universität der Bundeswehr München bei:

  • Design, Entwicklung und Prototyping des Wearables: Die Hauptanforderungen sind klar – individuelle Einstellungsmöglichkeiten je nach Kopfform, Reproduzierbarkeit der Spulenposition für nachfolgende Therapiesitzungen und einen angenehmen Tragekomfort während der Behandlung. Aus dem Konzept entstehen durch Rapid Prototyping (u.a. 3D-Druck mittels SLS-Verfahren) Produkte aus biokompatiblen Materialien, die zur Usability-Betrachtung des Tragegefühls an Probanden und Probandinnen herangetragen werden. Die Kritik der Anwender und Patienten tragen entscheidend zu mechanischen Optimierungen bei, die zu einem seriennahen und flexiblem Wearable führen, in welches unterschiedliche Spulengeometrien eingesetzt werden kann.

  • Entwicklung eines Daumendynanometers für wissenschaftliche Studien:
    • Design, Konstruktion und Prototyping – Starke Systeme müssen mit dem Wohlbefinden der Patienten während der Therapie vereint werden. Das Design wird ist so ausgelegt, dass beinahe jede Arm- und Fingerpositionierung auf der gepolsterten Armschiene und der Fingerauflage möglich sind – und das im Sitzen. Durch die Verwendung biokompatibler Materialien und glatter Oberflächen können alle Komponenten, mit denen Patienten in Kontakt kommen, mühelos gereinigt und desinfiziert werden. Durch die mechanisch unkomplizierte Anbringung der 3D-gedruckten Fingerauflage ist ein schnelles Austauschen von individuell angefertigten Fingerauflagen möglich.
    • Mechatronische Auslegung – Die kompakte Bauform des Daumendynamometers beinhaltet alle für das Messsystem notwendigen Komponenten und bietet Stauraum für die Armschiene und weiteres Zubehör. Das handliche, modulare System kann schnell verstaut, transportiert und wieder aufgebaut werden. Präzisionsteile werden mit modernsten Fertigungstechniken hergestellt und mechatronische Komponenten für Spezialanwendungen sorgfältig ausgewählt, um ein präzises Messsystem mit einer Winkelauflösung von 0,2° aufzubauen.
    • Entwicklung von Firmware und GUI (Graphical User Interface) – Das Zusammenspiel zwischen Mechatronik und Software ist entscheidend für präzise Messergebnisse und kann nur durch visuelle Darstellungen an Anwender herangetragen werden. Durch die enge Zusammenarbeit zwischen Hardware- und Softwareentwicklung entsteht eine intuitive Benutzeroberfläche, mit welcher individuelle Messprogramme definiert und verschiedene Messkurven im Live-Plot aufgezeichnet werden. Messprogramme und Ergebnisse werden im Patientenprofil sicher gespeichert und können bei der nächsten Therapiesitzung erneut aufgerufen und gestartet werden.

  • Regulatorische Begleitung und technische Beratung zur Vorbereitung des Systems auf klinische Studien und die Inverkehrbringung: Der Weg von der Produktidee bis zur Marktplatzierung in der Medizintechnikbranche ist weit und kann alleine nur schwer bewältigt werden. senetics beteiligt sich unterstützend bei der Umsetzung regulatorischer und technischer Anforderungen wie das Aufsetzen der Technischen Dokumentation nach 2017/745 – Medical Device Regulation (MDR) Anhang II, das Führen eines Risikomanagements nach ISO 14971, die normkonforme Entwicklung nach u.a. IEC 60601 und die Einhaltungen der grundlegenden Sicherheits- und Leistungsanforderungen nach MDR.
Montage aus CAD-Modell, FEM-Analyse und Prototyp eines Kopfträgers für magnetische Stimulation sowie das Daumendynamometer.
Entwicklungsstand TMS-Kopfträger: von CAD und FEM über den Laboraufbau bis zu funktionsfähigen Protoypen.
3D-gedruckter Kopfträger mit verstellbarem Bogen, Spulenhalter und Skalen auf einem Modellkopf; mehrere Detailansichten der Mechanik.
3D-gedruckter, verstellbarer Kopfträger mit Spulenhalter und Skalen – Frontansicht und Detailaufnahmen der Mechanik
Startbildschirm der MEXT-Software mit Optionen zur Auswahl: Messung laden, neue Messung starten, Patientenprofil laden oder neues Profil erstellen. Auf der rechten Seite befindet sich ein Eingabebereich für Patientendaten wie Name, ID, Hebellänge und Position der Armstütze. Links ist ein grafisches Netzwerksymbol auf blauem Hintergrund zu sehen.
Benutzerfreundliches Startfenster der MEXT-Software zur Verwaltung von Patientendaten und Messungen. Neue Profile lassen sich einfach anlegen und individuell konfigurieren.
Benutzeroberfläche der MEXT-Software mit einer grafischen Darstellung einer Bewegungssequenz. In der Mitte ist ein Diagramm mit farbigen Linien (blau, grün, rot) zur Visualisierung von Positionsverläufen dargestellt. Rechts werden Parameter wie Zielposition, Geschwindigkeit und Beschleunigung für drei Module angezeigt. Oben sind Patientendaten und Bewegungseinstellungen zu sehen.
Visualisierung einer programmierten Bewegungssequenz in der MEXT-Steuersoftware. Die grafische Darstellung ermöglicht eine präzise Kontrolle von Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Stimulationsmodule.

Neben der technischen Umsetzung entstand durch das Projekt eine starke Partnerschaft zwischen den Beteiligten, die sich bei gemeinsamen Veranstaltungen wie der MEXT Summer School am Chiemsee im Juli 2025 festigte und aus denen bereits Folgeprojekte entstanden sind.

Eindrücke der MEXT Summer School am Chiemsee: Spaziergang und Austausch am Steg sowie Vorträge und Workshop im Seminarraum mit Gerätedemo.
Eindrücke aus der MEXT Summer School 2025 am Chiemsee

Das Ergebnis

Weiterführende Infos zum Projekt: https://dtecbw.de/home/forschung/unibw-m/projekt-mext

Weiterführende Infos zu den Entwicklungsdienstleistungen von senetics: https://senetics.de/entwicklung/

Die Partner

Ansprechpartner

Sie haben Fragen zum Projekt?
Kontaktieren Sie mich gerne!

Philip Eschenbacher M. Sc. Head of Department R&D and Techlabs

Philip Eschenbacher, M.Sc.
Head of Department R&D / Projektleiter
senetics healthcare group GmbH & Co. KG
Hardtstraße 16, 91522 Ansbach
Tel.: +49 981 9724 795-0
E-Mail: philip.eschenbacher@senetics.de

Cookie Consent mit Real Cookie Banner