Verlag Orthopädie-Technik

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Bionik

Durchschnitt und Standardabweichung (dünne Linien) des Belastungsprofils, das mit den modernen Komponenten während des Gehens (347 Gangzyklen) aufgebracht wird (%BW: Prozentsatz Körpergewicht).
Fachartikel Peer Review PLUS 

Belas­tungs­pro­fi­le von kno­chen­ver­an­ker­ten Oberschenkel­implantaten ver­bun­den mit moder­nen Prothesenpassteilen

Verlag OT , , , , , , ,

L. Fros­sard1,2,3,4, S. Laux5, M. Geada5, P. P. Heym6, K. Lech­ler7
Hin­ter­grund: In einer Stu­die wur­de das Belas­tungs­pro­fil osseointe­grierter Implan­ta­te bei trans­fe­mo­ral kno­chen­ver­an­ker­ten Pro­the­sen gezeigt, die mit einem moder­nem mikro­pro­zes­sor­ge­steu­er­tem Rheo Knee XC und einem ener­gie­spei­chern­den Pro-Flex-XC- oder ‑LP-Pro­the­sen­fuß von Össur aus­ge­stat­tet waren und im Rah­men von fünf stan­dar­di­sier­ten täg­li­chen Akti­vi­tä­ten unter­sucht wurden.
Metho­den: Bei der Quer­schnitts-Kohor­ten­stu­die wur­den den 13 Teil­neh­mern trans­fe­mo­ra­le osseo­in­te­grier­te Implan­ta­te mit Press­pas­sung ein­ge­setzt. Die Belas­tungs­da­ten wur­den direkt mit dem triaxia­len Trans­du­cer („Sen­sor“) eines iPec­s­Lab (RTC Elec­tro­nics, USA) gemes­sen, der zwi­schen dem Implan­tat und dem Pro­the­senknie­ge­lenk ange­bracht war. Das Belas­tungs­pro­fil wur­de durch spa­tio­tem­po­ra­le Gang­va­ria­blen, die Höhe der Belas­tungs­gren­zen sowie den Beginn und die Grö­ßen­ord­nung der Belas­tungs­extre­ma beim Gehen sowie Auf- und Abstei­gen von Ram­pen und Trep­pen charakterisiert.
Ergeb­nis­se der Stu­die: Ins­ge­samt 2127 Schrit­te wur­den ana­ly­siert. Die Schritt­fre­quenz (Kadenz) lag zwi­schen 36 ± 7 und 47 ± 6 Schritten/min. Die über alle Akti­vi­tä­ten hin­weg auf und um die Längs­ach­se, ante­rior-pos­te­rio­re und medio­la­te­ra­le Ach­se des Implan­tats auf­ge­brach­ten abso­lu­ten Maxi­mal­kräf­te und ‑momen­te betru­gen 1322 N, 388 N bzw. 133 N sowie 22 Nm, 52 Nm bzw. 88 Nm.
Aus­wer­tung: Die­se Stu­die lie­fert neue Bench­mark-Belas­tungs­da­ten für trans­fe­mo­ra­le kno­chen­ver­an­ker­te Pro­the­sen, die mit aus­ge­wähl­ten Össur-Kom­po­nen­ten nach dem neu­es­ten Stand der Tech­nik aus­ge­stat­tet sind. Die Ergeb­nis­se deu­ten dar­auf hin, dass sol­che Pro­the­sen rele­van­te Belas­tun­gen an der Schnitt­stel­le mit dem osseo­in­te­grier­ten Implan­tat erzeu­gen kön­nen, um die Geh­fä­hig­keit effek­tiv wie­der­her­zu­stel­len. Die­se Stu­die kann hel­fen, rea­lis­ti­sche Belas­tungs­pro­fi­le in frei­er Umge­bung sys­te­ma­tisch zu erfas­sen, zu ana­ly­sie­ren und mög­li­che Evi­denz­lü­cken zwi­schen der Ver­ord­nung und den bio­me­cha­ni­schen Vor­tei­len der hoch­mo­der­nen Kom­po­nen­ten zu schlie­ßen. Es bleibt zu hof­fen, dass dies dazu bei­trägt, die Ergeb­nis­se für die wach­sen­de Zahl von Men­schen mit Glied­ma­ßen­ver­lust, die sich für bio­ni­sche Lösun­gen ent­schei­den, zu verbessern.

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Prof. Dr. Bertolt Meyer eröffnete seinen Zuhörer:innen in seiner Keynote die psychologische Sichtweise auf die Digitalisierung für Menschen mit Beeinträchtigungen.
Prof. Dr. Bertolt Meyer eröffnete seinen Zuhörer:innen in seiner Keynote die psychologische Sichtweise auf die Digitalisierung für Menschen mit Beeinträchtigungen. Foto: BIV-OT/Sudhoff
OTWorld 

Gesell­schaft nicht aus inklu­si­ver Ver­ant­wor­tung entlassen

Jana Sudhoff , , , , ,

Eine bio­ni­sche Pro­the­se, des­sen Hand­ge­lenk sich um 360 Grad dre­hen lässt – „Das ist nicht beson­ders nütz­lich, zeigt aber, dass man sich nicht dau­er­haft mit den Gren­zen der Bio­lo­gie aus­ein­an­der­set­zen muss“. Wer Prof. Dr. Ber­tolt Mey­er nicht bei der Eröff­nungs­fei­er am Diens­tag­nach­mit­tag ken­nen­ge­lernt hat­te, bekam auch bei sei­ner Key­note am Mitt­woch einen humo­ri­gen Ein­blick dar­in, was die extrem fort­schritt­li­chen Hilfs­mit­tel heut­zu­ta­ge kön­nen, „was bis vor weni­gen Jah­ren als abso­lu­te Sci­ence-Fic­tion gegol­ten hät­te“, wie der Pro­fes­sor für Arbeits‑, Orga­ni­sa­ti­ons- und Wirt­schafts­psy­cho­lo­gie an der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät (TU) Chem­nitz in sei­nen Vor­trag „Digi­ta­li­sie­rung: Chan­cen und Risi­ken für Men­schen mit Beein­träch­ti­gun­gen“ einleitete. 

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Windlass-Mechanismus; schematische Darstellung des Fußes mit Bogenform der knöchernen Strukturen (schwarz gestrichelt) und plantaren Strukturen (Plantaraponeurose, rot markiert); a) im Hintergrund (hellgrau gezeichnet): Fuß entspannt, Zehen gestreckt und medialer Längsbogen in Ausgangshöhe h0; b) im Vordergrund (schwarz ­gezeichnet): Dorsalextension der Zehen, daraus folgend Anheben der Höhe des medialen Bogens und Supination des Mittel- und Rückfußbereichs (h1 > h0) sowie Verriegelung des Mittel- und Rückfußbereichs.
Windlass-Mechanismus; schematische Darstellung des Fußes mit Bogenform der knöchernen Strukturen (schwarz gestrichelt) und plantaren Strukturen (Plantaraponeurose, rot markiert); a) im Hintergrund (hellgrau gezeichnet): Fuß entspannt, Zehen gestreckt und medialer Längsbogen in Ausgangshöhe h0; b) im Vordergrund (schwarz ­gezeichnet): Dorsalextension der Zehen, daraus folgend Anheben der Höhe des medialen Bogens und Supination des Mittel- und Rückfußbereichs (h1 > h0) sowie Verriegelung des Mittel- und Rückfußbereichs.
Fachartikel Peer Review 

Ent­wick­lung und Eva­lua­ti­on einer 3D-gedruck­ten bio­ni­schen Fuß­or­the­se mit Unter­stüt­zung des Windlass-Effekts

Verlag OT , , , , , ,

Th. Stief, T. Sprekelmeyer
Eine hohe Beweg­lich­keit des Fußes ist not­wen­dig, um Belas­tun­gen zu dämp­fen. Ande­rer­seits muss der Fuß aber auch eine star­re Kon­fi­gu­ra­ti­on ein­neh­men kön­nen, da er als Hebel für den Vor­trieb essen­zi­ell ist. Gewähr­leis­tet wird dies durch den soge­nann­ten Wind­lass-Mecha­nis­mus („Seil­win­den-Mecha­nis­mus“): Wer­den die Zehen dor­sal­ex­ten­diert, span­nen sich die plantaren Mus­keln, Seh­nen und Bän­der an – Mit­tel- und Rück­fuß wer­den auf­ge­rich­tet, supi­niert und auf die­se Wei­se ein rigi­der Hebel erzeugt. Bei vie­len Fehl­stel­lun­gen ist die­ser Mecha­nis­mus beein­träch­tigt oder gar nicht vor­han­den; kei­ne Ein­la­ge kann ihn bis­her aktiv unter­stüt­zen oder erset­zen. Die hier vor­ge­stell­te 3D-gedruck­te bio­ni­sche Fuß­or­the­se unter­stützt den Wind­lass-Mecha­nis­mus, wodurch eine dyna­mi­sche Unter­stüt­zung des Fußes ermög­licht wird. In einer bio­me­cha­ni­schen Stu­die konn­ten die posi­ti­ven Effek­te der 3D-gedruck­ten bio­ni­schen Fuß­or­the­se nach­ge­wie­sen werden.

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Prof. Dr. Bertolt Meyer machte beim Seminar der Bufa rund um das Thema „Digitale Fertigung“ den Anfang und ging in seinem Vortrag der Frage nach: Was macht die Digitalisierung in der Orthopädie-Technik mit uns?
Prof. Dr. Bertolt Meyer von der TU Chemnitz, Keynotespeaker auf der OTWorld 2022, legt auch als DJ auf. Foto: Össur hr
Digitalisierung Kongresse & Messen OTWorld 

Bio­nik: Der Cyborg ist nicht das Ziel

Verlag OT , , , ,

Weni­ger Stig­ma­ti­sie­rung und mehr gesell­schaft­li­che Teil­ha­be durch bio­ni­sche Hilfs­mit­tel? Neue Sicht­wei­sen auf psy­cho­lo­gi­sche Effek­te der pro­the­ti­schen Ver­sor­gung jen­seits rein medi­zi­nisch-tech­ni­scher Aspek­te eröff­net die OTWorld 2022, die vom 10. bis 13. Mai in Leip­zig statt­fin­det. So lenkt Prof. Dr. Ber­tolt Mey­er, Pro­fes­sor für Arbeits‑, Orga­ni­sa­ti­ons- und Wirt­schafts­psy­cho­lo­gie an der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät (TU) Chem­nitz, in sei­ner Key­note den Fokus auf „Digi­ta­li­sie­rung: Chan­cen und Risi­ken für Men­schen mit Beeinträchtigungen“.

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Bidirektionale Sensoren sollen dafür sorgen, dass sich bionische Prothesen noch besser dem Körpergefühl der Patient:innen annähern. An der MediUni Wien wird intensiv an der Prothetik der Zukunft geforscht.
Bidirektionale Sensoren sollen dafür sorgen, dass sich bionische Prothesen noch besser dem Körpergefühl der Patient:innen annähern. An der MediUni Wien wird intensiv an der Prothetik der Zukunft geforscht. Foto: Ottobock
Digitalisierung 

Bio­nik als Ver­stär­ker und Über­set­zer in Prothesen

Verlag OT , , , ,

Die Inte­gra­ti­on von hoch­ent­wi­ckel­ten Pro­the­sen in das mensch­li­che Ske­lett ist mehr als eine Visi­on. Ner­ven­si­gna­le wer­den umge­lei­tet und damit die Mus­keln ange­spro­chen – sodass der Nut­zer eine fast natür­li­che Rück­mel­dung erhält. An der Medi­Uni Wien sind in der For­schung und Ent­wick­lung in den ver­gan­ge­nen Jah­ren gro­ße Fort­schrit­te erzielt wor­den. Und die Ent­wick­lung ist längst noch nicht abgeschlossen.

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Prof. Dr. Bertolt Meyer zeigt in seiner Keynote bei der OTWorld 2022 auf, welche Möglichkeiten sich durch moderne bionische Hilfsmittel zur gesellschaftlichen Teilhabe von Menschen mit Handicap ergeben.
Prof. Dr. Bertolt Meyer zeigt in seiner Keynote bei der OTWorld 2022 auf, welche Möglichkeiten sich durch moderne bionische Hilfsmittel zur gesellschaftlichen Teilhabe von Menschen mit Handicap ergeben. Foto: Rouven Faust
Kongresse & Messen OTWorld 

Prof. Dr. Ber­tolt Mey­er ist Key­note der OTWorld 2022

Verlag OT , , , ,

Die OTWorld 2022 nimmt ers­te For­men an. Die Orga­ni­sa­to­ren haben Prof. Dr. Ber­tolt Mey­er als Key­note-Spea­k­er für das Bran­chen­high­light vom 10. bis 13. Mai 2022 in Leip­zig gewin­nen können.

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Prototyp des „Odyssey“-Prothesenfußes (SpringActive, Inc.) beim Feldtest im Papago Park (Phoenix, Arizona).
Fachartikel Peer Review 

Aktiv in die Zukunft schrei­ten — Auf den Spu­ren der welt­weit ers­ten motor­ge­trie­be­nen Beinprothesen

Verlag OT , , , , ,

M. Grim­mer
Zur Nach­bil­dung des mensch­li­chen Gan­ges wer­den in der Bein­pro­the­tik zuneh­mend bio­lo­gi­sche Wirk­me­cha­nis­men nach­emp­fun­den. Bis zur Jahr­tau­send­wen­de wur­den vor­nehm­lich pas­si­ve Sys­te­me ent­wor­fen, die elas­ti­sche, stüt­zen­de oder auch dämp­fen­de Eigen­schaf­ten abbil­den kön­nen. Mit der Ein­füh­rung semi­ak­ti­ver Pro­the­sen­kom­po­nen­ten wur­de es zudem mög­lich, mecha­ni­sche Eigen­schaf­ten je nach Bewe­gungs­an­for­de­rung online anzu­pas­sen. Die Ein­bin­dung von Antrie­ben erlaubt nun eine Zufüh­rung von Ener­gie. Es wird an Kon­zep­ten gear­bei­tet, um mit Hil­fe bio­lo­gisch inspi­rier­ter Aktua­to­ren die Gelenk­be­we­gun­gen der Bei­ne nach­zu­ah­men. Mit Hil­fe die­ser Tech­no­lo­gie kön­nen akti­ve Pro­the­sen, aber auch Exo­ske­let­te und Exo­suits zukünf­tig die Mobi­li­tät einer brei­ten Anwen­der­grup­pe verbessern.

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Auch sensible Nerven werden verlagert, um eine direkte Resensibilisierung zu erreichen. Durch diesen Nerventransfer spürt der Patient tatsächlich Teile seiner Hand an der Schulter.
Auch sensible Nerven werden verlagert, um eine direkte Resensibilisierung zu erreichen. Durch diesen Nerventransfer spürt der Patient tatsächlich Teile seiner Hand an der Schulter.
Fachartikel Peer Review 

Bio­ni­sche Rekon­struk­ti­on der obe­ren Extremität

Verlag OT

O. C. Aszmann
Die Bewe­gung myo­elek­tri­scher Arm­pro­the­sen erfolgt bis dato über zwei trans­ku­ta­ne Elek­tro­den, die über zwei getrennt inner­vier­te Mus­kel­grup­pen ange­steu­ert wer­den. Die ver­schie­de­nen Steue­rungs­ebe­nen wer­den durch Cokon­trak­tio­nen die­ser Mus­keln ange­wählt und in der jewei­li­gen Ebe­ne mit den­sel­ben Mus­keln bedient. Ein har­mo­ni­scher, dem natür­li­chen Bewe­gungs­mus­ter ent­spre­chen­der Bewe­gungs­ab­lauf ist mit die­sem Mecha­nis­mus nicht mög­lich. Eine wesent­li­che Ver­bes­se­rung wäre eine Ansteue­rung der ein­zel­nen Bewe­gungs­ebe­nen mit Signa­len, die neu­ro­nal mit dem natür­li­chen Bewe­gungs­ab­lauf über­ein­stim­men. Tech­nisch sind Pro­the­sen mit sechs Steue­rungs­ebe­nen seit Kur­zem rea­li­siert. Ziel ist es, ein­zel­ne Stamm­ner­ven wie den Ner­vus mus­cu­lo­cu­ta­neus, Ner­vus radia­lis, Ner­vus axil­la­ris, Ner­vus media­nus und Ner­vus ulnaris aus dem pro­xi­ma­len Arm­ner­ven­ge­flecht her­aus­zu­lö­sen und an ver­blie­be­ne Ner­ven­äs­te von stamm­na­hen Mus­keln zu trans­fe­rie­ren. Als Ziel­mus­keln wür­den sich alle Mus­keln der Rota­to­ren­man­schet­te und Pec­to­ra­lis major/minor anbie­ten. Die­se Mus­keln wür­den schließ­lich ent­spre­chend der Akti­vi­tät der Spen­der­ner­ven kon­tra­hie­ren und über trans­ku­ta­ne Elek­tro­den die Pro­the­se füh­ren. In die­sem Arti­kel wird das Kon­zept der „bio­ni­schen Rekon­struk­ti­on“ erläu­tert und die sich dar­aus erge­ben­den Mög­lich­kei­ten bei der Behand­lung von schwe­ren Extre­mi­tä­ten­ver­let­zun­gen dargestellt.

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