„30 Rea­sons“ – Orthe­sen­pro­jekt zur funk­tio­nel­len Ver­bes­se­rung der Hand­funk­ti­on eines Flie­gen­fi­schers mit Tetraplegie

M. Schäfer, B. Kapeller, R. Wagner, J. Schützinger R. Schütz, K. Mader
Der folgende Beitrag beschreibt ein Entwicklungsprojekt aus dem Fachbereich „Orthetik der oberen Extremitäten“ in den Werkstätten der Verfasser, das nach der Anfrage eines querschnittgelähmten Patienten ins Leben gerufen wurde. Aufgrund fehlender bzw. mangelhafter orthetischer Vorversorgungen konnten die ­Anforderungen unter Einbindung der Fachbereiche „F&E“ sowie ­„Silikon-Technik“ aufgenommen und gemeinsame Lösungsansätze erarbeitet werden.

Ers­te klei­ne Erfol­ge konn­ten rasch ver­zeich­net ­wer­den, das gemein­sa­me Ler­nen und Erfah­ren erfor­der­te ­jedoch auch im wei­te­ren Ver­lauf kon­ti­nu­ier­li­che Ver­bes­se­rungs­pro­zes­se bis hin zur erwünsch­ten Funk­ti­on, mit gelähm­ten Hän­den wie­der zum selbst­stän­di­gen Flie­gen­fi­schen zu gelan­gen. Der Betrof­fe­ne hat wäh­rend die­ser Ent­ste­hungs­pha­se gemein­sam mit einem befreun­de­ten Pro­fi-Fil­mer ein frei finan­zier­tes Film­pro­jekt initi­iert und im Inter­net ver­öf­fent­licht: das Pro­jekt „30 Rea­sons“1. ­Die­ses Film­pro­jekt soll den Fliegen­fischer bei sei­ner ­Lei­den­schaft beglei­ten. „30 Rea­sons“ beschreibt das ­Pro­jekt­ziel, 30 Fisch­ar­ten – für die man um den ­gesam­ten Glo­bus rei­sen muss – zu fan­gen und dabei zu zei­gen, wie die Hür­den einer Tetra­ple­gie über­wun­den wer­den kön­nen, wie Gren­zen über­schrit­ten und schein­bar Unmög­li­ches mög­lich gemacht wer­den kann. Es soll in ers­ter Linie ähn­lich betrof­fe­ne Mit­men­schen dazu moti­vie­ren, ihre Träu­me und Zie­le zu ver­fol­gen, und ihnen Mut machen, dass ein ent­spre­chen­der Weg real wer­den kann, sofern der Wil­le dazu vor­han­den ist.

Anzei­ge

Vor­ge­schich­te

Nach der Kon­takt­auf­nah­me per E‑Mail konn­te Ende 2014 ein ers­tes Tref­fen rea­li­siert wer­den, bei dem ­sowohl die kli­ni­sche Ana­mne­se mit dem Ist-Zustand als auch das Anfor­de­rungs­pro­fil an die tech­ni­sche Hilfs­mit­tel­ver­sor­gung abge­klärt wer­den konn­ten. Nach einem See­un­fall ist der Pati­ent Mar­tin C. vom 6. Hals­wir­bel abwärts gelähmt. Die unte­re Extre­mi­tät ist voll­stän­dig schlaff gelähmt; im Bereich der obe­ren Extre­mi­tät liegt ein inkom­plet­tes Läh­mungs­bild vor: Der Pati­ent hat kei­ne Greif­funk­ti­on in den Fin­gern und Hän­den, hin­ge­gen noch eine akti­ve Hand­fle­xi­on/-exten­si­on (Abb. 1) sowie eine gute Moto­rik und Bewe­gungs­ko­or­di­na­ti­on im Ellen­bo­gen- und Schul­ter­ge­lenk. Beglei­ten­de Stö­run­gen an den inne­ren Orga­nen und eine feh­len­de Regu­la­ti­on der Kör­per­tem­pe­ra­tur ­erschwe­ren die gesamt­kör­per­li­che Situa­ti­on. Die Fort­be­we­gung erfolgt über diver­se Roll­stuhl-Vari­an­ten, abhän­gig von den zurück­zu­le­gen­den Stre­cken. Im nor­ma­len All­tag nutzt der Pati­ent einen Aktiv-Roll­stuhl, wobei die Hand­bal­len das kurz­stre­cki­ge Antrei­ben über die Greif­rei­fen ­erfül­len kön­nen. Ein umge­bau­ter Pkw ermög­licht ein weit­ge­hend selbst­stän­di­ges Hand­ling der Mobilität.

Das Flie­gen­fi­schen ist die gro­ße Lei­den­schaft des Pati­en­ten, die er seit sei­ner Jugend mit Begeis­te­rung ver­folgt und für die er seit sei­nem Unfall vor knapp 20 Jah­ren unter­stüt­zen­de Hilfs­mit­tel­lö­sun­gen sucht. Allen Betei­lig­ten wur­de schnell klar, dass eine Rea­li­sa­ti­on der for­mu­lier­ten Anfor­de­run­gen und Wün­sche nicht im Rah­men einer all­täg­li­chen Orthe­sen­ver­sor­gung erreicht wer­den kön­nen: Zu kom­plex sind die moto­ri­schen Wün­sche an die gelähm­ten Hän­de (Angel­ru­te hal­ten und füh­ren, Angel­schnur „strip­pen“ und gezielt nach­las­sen etc.), zumal es im Vor­feld bereits Erfah­run­gen mit geschei­ter­ten orthe­ti­schen Vor­ver­sor­gun­gen gab.

Metho­de

Im Pro­jekt galt es bei­de obe­re Extre­mi­tä­ten orthe­tisch so zu unter­stüt­zen, dass der quer­schnitt­ge­lähm­te Anwen­der mög­lichst selbst­stän­dig dem Flie­gen­fi­schen nach­ge­hen kann. Dazu muss­ten zunächst die kon­kre­ten Anfor­de­run­gen for­mu­liert werden:

  • Die rech­te Hand muss in der Lage sein, eine Angel­ru­te zu hal­ten, zu füh­ren, aus­zu­wer­fen und zu manövrieren.
  • Die lin­ke Hand hin­ge­gen benö­tigt eine schnell ansteu­er­ba­re Greif­be­we­gung, sodass das Ein­ho­len und Nach­las­sen der Schnur rea­li­siert wer­den kann, Köder müs­sen befes­tigt und letzt­end­lich auch die Fische ein­ge­holt wer­den können.

Alle Funk­tio­na­li­tä­ten sol­len außer­dem aus dem Roll­stuhl in sit­zen­der Posi­ti­on ange­steu­ert wer­den kön­nen. Auf der Suche nach geeig­ne­ten ortho­pä­die­tech­ni­schen Lösun­gen besann man sich auf bewähr­te Kon­struk­ti­ons- und Funk­ti­ons­prin­zi­pi­en. Etli­che Pro­to­ty­pen und Tests wur­den im Vor­feld der eigent­li­chen Ver­sor­gung rea­li­siert und getes­tet (Abb. 2). Nach die­sen Ver­sor­gungs­er­fah­run­gen und den qua­li­fi­zier­ten Rück­mel­dun­gen des Anwen­ders konn­ten die benö­tig­ten Ver­sor­gungs­prin­zi­pi­en kon­kre­ti­siert werden:

Rech­te Hand („Ruten­hand“)

  • best­mög­li­che direk­te Anbin­dung an die Angel­ru­te mit teil­fle­xi­bler Bet­tung des Hand­ge­lenks, sodass das Aus­wer­fen der Rute durch das Hand­ge­lenk noch unter­stützt wer­den kann
  • rei­bungs­ar­me Füh­rung der Schnur in einem hier­für ­vor­ge­se­he­nen Fach
  • Opti­on zur akti­ven Funk­ti­ons­steue­rung (für posi­tiv ­befun­den, in der ers­ten Umset­zung jedoch noch nicht realisiert)

Lin­ke Hand („Schnur­hand“)

  • akti­ves Grei­fen und Manö­vrie­ren der Schnur (Ein­ho­len und Nach­las­sen) im Late­ral­griff durch Eigen­kraft­steue­rung; Kraft­quel­le: akti­ve Exten­si­on und Fle­xi­on des Handgelenkes
  • Auf­nah­me der Kur­bel zum Bedie­nen der Angelrolle
  • Magnet­ver­schluss­tech­nik zur eige­nen Bedienung

Das Ver­sor­gungs­ziel für die rech­te Hand konn­te durch eine orthe­ti­sche Sili­kon-Greif­hil­fe mit voll­flä­chi­ger ­Bet­tung der Hand und direk­ter Anbin­dung an die Angel­ru­te ­rea­li­siert wer­den. Dazu wur­de ein Sili­kon­ab­druck der um die Angel­ru­te grei­fen­den Hand ange­fer­tigt und die Hand­po­si­ti­on in einem voll­flä­chi­gen Prin­zip mit direk­tem Kon­takt zur Angel­ru­te posi­tio­niert (Abb. 3). Nach diver­sen Positions­erprobungen und Pass­form­op­ti­mie­run­gen an einer Test­orthese wur­de die Aus­rich­tung der Angel­ru­te in der Hand ver­fei­nert und fest­ge­legt. Die defi­ni­ti­ve Orthe­sen­va­ri­an­te wur­de dann aus einem kom­bi­nier­ten Auf­bau hoch­tem­pe­ra­tur­ver­netz­ter Sili­ko­ne der Shorehär­ten A35, A50 und A65 rea­li­siert (Abb. 4). Die Gestal­tung der ver­schleiß­ar­men schnur­füh­ren­den Flä­che wur­de aus hoch­po­lier­tem Edel­stahl rea­li­siert und erfor­der­te eine exak­te Lage­de­fi­ni­ti­on. In wei­ter­füh­ren­den Arbei­ten wird aktu­ell auch hier der Ver­such unter­nom­men, durch eine ergän­zen­de Eigen­kraft­steue­rung die ein­hän­di­ge Bedie­nung der Schnur­frei­ga­be zu integrieren.

Die links­sei­ti­ge Ver­sor­gung gestal­te­te sich dage­gen deut­lich auf­wen­di­ger, da die Rea­li­sie­rung einer mög­lichst effek­ti­ven Eigen­kraft­steue­rung berech­net und in der Pra­xis erprobt wer­den muss­te. Lei­der ist die­se funk­tio­nell ­attrak­ti­ve Metho­de der Bewe­gungs­steue­rung 2, die bereits Mit­te des ver­gan­ge­nen Jahr­hun­derts in der Ver­sor­gung sehr prä­sent war (Abb. 5), in Ver­ges­sen­heit gera­ten und wird heut­zu­ta­ge auf­grund des hohen hand­werk­li­chen Auf­wan­des nur sehr sel­ten realisiert.

Die tech­ni­schen Her­aus­for­de­run­gen bestehen ins­be­son­de­re in der Inte­gra­ti­on eines mög­lichst ver­schleiß­ar­men Eigen­kraft­me­cha­nis­mus sowie einer selbst­schlie­ßen­den Ver­schluss­tech­nik. Nach ers­ten Pass­form­op­ti­mie­run­gen – dabei ist eine mög­lichst voll­kon­tak­ti­ge Pass­form der ­Orthe­se zur Ver­mei­dung von Steue­rungs­ver­lus­ten ­not­wen­dig – konn­te die Ansteue­rung erprobt sowie die Posi­ti­on und die Wege­län­gen des Eigen­kraft­me­cha­nis­mus ori­en­tiert werden.

Die Innen­bet­tung wur­de in Teil­be­rei­chen der Hand eben­falls durch dünn­wan­di­ge Schich­ten hoch­tem­pe­ra­tur­ver­netz­ten Sili­kons der Shore-Här­te 35 rea­li­siert. Für die Anfer­ti­gung der Orthe­se mit Inte­gra­ti­on des Eigen­kraft­me­cha­nis­mus wur­de eine addi­ti­ve Fer­ti­gung im Selek­ti­ven Laser-Sin­ter­druck gewählt 3 4. In gemein­sa­men ­Kon­struk­ti­ons­be­spre­chun­gen (Abb. 6) sowie bei den ­zwi­schen­zei­ti­gen Anpro­ben des Hilfs­mit­tels konn­ten die jewei­li­gen Kon­struk­ti­ons­ele­men­te erör­tert und opti­miert werden.

Als tra­gen­des Mate­ri­al für den Orthe­sen­rah­men wur­de ein Poly­amid (PA) 11 gewählt, das im Ver­gleich zu PA 12 deut­lich bes­se­re mecha­ni­sche Wer­te erzielt. Die 3D– Kon­struk­ti­on wur­de nach den Belas­tungs­an­for­de­run­gen simu­liert und in der Kon­struk­ti­on opti­miert (Abb. 7). ­Flä­chig ori­en­tier­te Füh­rungs­zo­nen wur­den im Rah­men­quer­schnitt ver­stärkt und zur Erhö­hung des Tra­ge­kom­forts mit atmungs­ak­ti­ven Zonen ver­se­hen. Die Zug­steue­rung des Eigen­kraft­me­cha­nis­mus konn­te in den Orthe­sen­rah­men inte­griert und mit­ge­druckt wer­den. Die Ver­schluss­tech­nik wur­de mit Magnet­ver­schluss­ele­men­ten mit Positions­sicherung kon­stru­iert und kann vom Anwen­der selbst­stän­dig ange­zo­gen wer­den (Abb. 8).

Ergeb­nis­se

Die Ruten­hand-Kon­struk­ti­on aus hoch­tem­pe­ra­tur­ver­netz­tem Sili­kon ermög­licht dem Anwen­der eine direk­te und mit­tel­ba­re Anbin­dung an die Angel­ru­te. Durch das elas­ti­sche Ver­hal­ten des Werk­stof­fes beschreibt der Anwen­der im ange­zo­ge­nen Zustand des Hilfs­mit­tels das Gefühl, dass er die Angel­ru­te tat­säch­lich selbst­be­stimmt füh­ren und manö­vrie­ren kann und nicht ein­fach – wie dies bei frü­he­ren Ver­sor­gungs­va­ri­an­ten der Fall war – mit der Rute „ver­bun­den“ wird.

Sowohl die Aus­wurf­tech­nik als auch die Steue­rung der Ruten­po­si­ti­on gelin­gen durch die enge Anbin­dung an den Kör­per nahe­zu ohne Steue­rungs­ver­lus­te. Für die links­sei­ti­ge Schnur­hand wur­den alte Prin­zi­pi­en einer eigen­kraft­ge­steu­er­ten Orthe­se wie­der­be­lebt und führ­ten dank moderns­ter 3D-Druck­ver­fah­ren im Selek­ti­ven Laser-­Sin­ter­druck­ver­fah­ren (SLS) zu einer leicht­ge­wich­ti­gen, hoch­funk­tio­na­len Orthe­tik­va­ri­an­te aus Poly­amid. Sowohl das selbst­be­stimm­te wil­lent­li­che Grei­fen im Late­ral­griff der Hand als auch das Hal­ten, Strip­pen und Manö­vrie­ren der Angel­schnur ist mög­lich. Bei­de Orthe­sen kön­nen von ihrem Anwen­der selbst­stän­dig an- und abge­legt wer­den, was eine sehr wich­ti­ge Anfor­de­rung an die Ver­sor­gung ­dar­stell­te. Ergän­zend wur­de für den Roll­stuhl ein adap­tier­ba­res Schnur­fach kon­stru­iert, das in Gebrauchs­situationen mit den Orthe­sen selbst­stän­dig aus- und ein­ge­klappt wer­den kann (Abb. 9).

Schluss­fol­ge­run­gen

Ers­te Sta­tio­nen der welt­wei­ten Angel­rei­se konn­ten in der Kari­bik (Beli­ze), in Kolum­bi­en und in Island gemeis­tert wer­den (sie­he die Berich­te im Blog auf der Pro­jekt­sei­te 5). Wenn­gleich die Erfol­ge auf der ers­ten Rei­se noch zu wün­schen übrig lie­ßen, gelang es schließ­lich dank des Ehr­gei­zes und der Aus­dau­er sowohl des Anwen­ders als auch der Pro­jekt­be­tei­lig­ten, die Hilfs­mit­tel­ver­sor­gun­gen kon­ti­nu­ier­lich wei­ter­zu­ent­wi­ckeln und so zu ver­bes­sern, dass es sich für bei­de Sei­ten zwi­schen­zeit­lich zu einem Herzens­projekt mit acht­ba­ren Fort­schrit­ten und Erfol­gen ent­wi­ckelt hat (Abb. 10). Die Ein­bin­dung inno­va­ti­ver Fer­ti­gungs­ver­fah­ren, digi­ta­ler 3D-Kon­struk­ti­ons­mög­lich­kei­ten und moder­ner Mate­ria­li­en erwies sich als span­nend und bescher­te den Betei­lig­ten viel­fäl­ti­ge Grenz­erfah­run­gen und Neu­land in der Umset­zung die­ser neu­ar­ti­gen Orthe­sen­kon­struk­ti­on – letzt­end­lich stets mit dem Ziel vor Augen, dem Anwen­der einen hohen ­Funk­ti­ons­zu­ge­winn für die Aus­übung sei­ner Lei­den­schaft, des Flie­gen­fi­schens, zu ermög­li­chen. Beson­ders lehr­reich waren dabei vor allem die vie­len Erleb­nis­se aus den Anpro­ben und Aus­tes­tun­gen, die vie­len kon­struk­ti­ven Rück­mel­dun­gen und vor allem die hohe Moti­va­ti­on, die bei allen Pro­jekt­be­tei­lig­ten in den krea­ti­ven Schaf­fens­pe­ri­oden entstand.

Dank­sa­gung

Unser beson­de­rer Dank gilt an die­ser Stel­le allen Betei­lig­ten die­ser bei­den Pro­jek­te – für das hohe Enga­ge­ment, die Aus­dau­er und Geduld im kon­ti­nu­ier­li­chen Ver­bes­se­rungs­pro­zess. Sie spen­den allen Betrof­fe­nen Mut und zei­gen zugleich, dass es auch in einer zuneh­mend vom Kos­ten­druck gesteu­er­ten Ver­sor­gungs­land­schaft noch Platz für ideel­le Pro­jek­te und Grenz­gän­ger gibt.

Der Autor:
Micha­el Schä­fer, GF, 
Diplom-Ortho­pä­die­tech­nik-Meis­ter, Poh­lig GmbH
Gra­ben­stät­ter Stra­ße 1, 83278 Traunstein
m.schaefer@pohlig.net

 

  1. Bau­le B, Clemm M. 30 Rea­sons [Inter­net­auf­tritt des Film­pro­jekts]. http://30reasonsmovie.com/deutsch/#intro-de (Zugriff am 01.02.2019)
  2. Ander­son MH. Func­tio­n­al Bra­cing Of The Upper Extre­mi­ties. Spring­field: CC Tho­mas Books, 1958: 62–64
  3. Kienz­le C, Schä­fer M. Inte­gra­ti­on addi­ti­ver Fer­ti­gungs­ver­fah­ren (3D-Druck) in den ortho­pä­die­tech­ni­schen Ver­sor­gungs­all­tag. Ortho­pä­die Tech­nik, 2018; 69 (5): 48–57
  4. Schä­fer M. 3D-Druck: Mehr gestal­te­ri­sche Frei­heit. Inter­view. Ortho­pä­die Tech­nik, 2016; 67 (4): 18–19
  5. Bau­le B, Clemm M. 30 Rea­sons [Inter­net­auf­tritt des Film­pro­jekts]. http://30reasonsmovie.com/deutsch/#intro-de (Zugriff am 01.02.2019)
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