Studium an der Schnittstelle: Sportmedizinische Technik

Mit der Verbindung von Ingenieurwissenschaften und Sportmedizin sollen Studierende an der Hochschule Koblenz auf die Entwicklung neuer Lösungen für Patientinnen und Patienten und Sportreibende vorbereitet werden. Studiengangsleiter Prof. Lukas Scheef schildert im Gespräch mit MEDICA.de die Besonderheiten dieses Ingenieurstudiums.

Was sind die Unterschiede dieses Studienganges im Vergleich zur Sportwissenschaft?

Prof. Lukas Scheef: Im Sport wird viel Technik eingesetzt und wir haben festgestellt, dass die allgemeine Medizintechnik Ausbildung dafür zu unspezifisch ist. Wir legen den Schwerpunkt auf die Analyse von Bewegungen, Muskelbelastungen und die Entwicklung neuer Methoden und Techniken, die im Sport eingesetzt werden. Daher gehören Mathematik und Physikmodule genauso zum Stundenplan wie Messtechnik, mathematische Methoden im Sport, praktisches Programmieren oder Leistungsdiagnostik. Auch Wearables sind ein Thema. Das ist Elektronik, die sich direkt im oder am Körper tragen lässt, wie zum Beispiel Pulsuhren. Es geht dabei nicht nur um bewegungsrelevante Daten, sondern auch um Dinge wie Herzfrequenz, Herzratenvariabilität, Stresslevel und Schlafqualität. Der Übergang zur klassischen Medizintechnik ist fließend.

Welche Rolle spielt die Arbeit mit KI, Wearables und Sensoren im Studium?

Scheef: KI relevante Themen sind eher im fortgeschrittenen Studium relevant, zum Beispiel bei Praxisprojekten, der Bachelor-Arbeit oder im Master-Studiengang Applied Physics mit Schwerpunkt Sportmedizinische Technik. Ein Beispiel hierfür ist unser SmartGAITLab, ein Labor für KI-gestützte Ganganalysen, in dem wir Stolpern und Stürzen untersuchen.

Besonders interessieren dabei die Vorstufen, also die Beinahe-Stürze. KI-gestützt möchten wir Bewegungsauffälligkeiten früh detektieren, bevor es zu Stürzen kommt. Wenn wir besser verstehen, wann, wo und warum Beinahestürze vorkommen, können Maßnahmen ergriffen werden, bevor ältere Menschen verunfallen. KI besitzt das Potenzial, Krankheitsentstehung und -entwicklung sowie die Folgen von Therapieansätzen vorhersagen zu können. Damit wäre eine modellbasierte Medizin mit einem prädiktiven Ansatz möglich. Die dafür benötigte Sensorik, die entsprechende Parameter erfasst, versuchen wir in unserem "Wearable-Labor" zu entwickeln.

Welche Herausforderungen stellen sich bei der Integration sportmedizinischer Technologien in den Leistungssport?

Scheef: Viele unserer Studierenden kommen aus dem Leistungssport. Bei uns können sie selbst ein Sportgerät weiterentwickeln, biomechanische Fragestellungen untersuchen oder an Methoden arbeiten, um die Leistungsdiagnostik zu verbessern. Ein Projekt verfolgt zum Beispiel das Ziel, die Laktatkonzentration, den Blutzucker und die Konzentration von Elektrolyten kontinuierlich zu erfassen. Damit ließen sich sowohl Training als auch Wettkampf optimieren und Gefahren reduzieren.

Wir arbeiten zudem an der Entwicklung von Mikronadel-Systemen für biochemische Analysen. Sie können sich das als ein Labor auf der Haut vorstellen, dass kontinuierlich Daten über den Körperzustand erfasst und analysiert. Die Schwierigkeit besteht darin, das alltagstauglich zu machen.

Welche Rolle spielen Kooperationen mit Sportkliniken, Forschungsinstituten und die Gestaltung der praktischen Ausbildung?

Scheef: Der Praxisbezug ist ein wichtiger Aspekt. Wir ermuntern die Studierenden schon früh, in den Laboren mitzuarbeiten und eigene Ideen zu entwickeln. Je weiter die Studierenden im Studium kommen, desto „offener“ und praxisbezogener werden die Projekte. Wir bieten Studierenden zusätzlich mit unserem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten StartUpLab die Möglichkeit, eigene Projekte zu entwickeln.

Die Studierenden sollen Praxisprojekte und Bachelorarbeiten in der Industrie durchführen. Häufig ist dies schon der erste Arbeitgeber nach dem Studium. Wir unterstützen Studierende auch bei der Suche nach entsprechenden Stellen. Es gibt enge Kooperationen mit Firmen wie zum Beispiel Lohmann Medical und dem Institut für Arbeitsschutz (IFA) in St. Augustin. Wir haben Kontakte zu Kliniken, Orthopädietechnik, Sportartikel-Herstellern und Versicherungen. Wir sind Teil des Instituts für Medizintechnik und Informationsverarbeitung (MTI), dass wir zusammen mit der Universität Koblenz und klinischen Kollegen leiten.

Was sind aktuelle Forschungsprojekte und wie sind die Berufschancen von Absolvierenden?

Scheef: Die Industrie fragt nach sportmedizinischer Technik und man sieht dort, dass wir eine breite Ausbildung anbieten. Unsere Absolvierenden sind in der Entwicklung von Sportgeräten tätig, angefangen von der Sportschuhentwicklung bis hin zur Optimierung von Fahrradrahmen oder der Neuentwicklung von Fitnessgeräten. Orthopädietechnik ist ein weiteres mögliches Berufsfeld für Absolventinnen und Absolventen, ebenso der gesamte Medizintechnikbereich. Wenn man sieht, dass die Soft- und Hardware zur Erfassung von Bewegungen zum Teil auch in der Filmindustrie in Hollywood für Avatare verwendet wird, ist auch die "Traumfabrik" ein potenzieller Arbeitgeber.