Hand­pro­the­sen­steue­rung durch Blick­ver­fol­gung und Objekterkennung

H. Mül­ler, M. Atzori
Der Arti­kel beschreibt das an der Fach­hoch­schu­le West­schweiz (HES-SO) in Sierre (Kan­ton Wal­lis) ange­sie­del­te For­schungs­pro­jekt „Mega­ne­Pro“, in dem ein soge­nann­ter Eye­tra­cker zur Blick­ver­fol­gung und eine Kame­ra aus der Per­spek­ti­ve eines Men­schen mit Ampu­ta­ti­on benutzt wer­den, um eine Hand­pro­the­se zu steu­ern. Die auf die­se Wei­se gewon­ne­nen Infor­ma­tio­nen wer­den zusätz­lich zur klas­si­schen Elek­tro­myo­gra­fie (sEMG) ein­ge­setzt. Dabei wer­den die Objek­te im Sicht­feld der Per­son mit­tels Eye­tra­cker-Bril­le iden­ti­fi­ziert und mit­tels Auge-Hand-Koor­di­na­ti­on fest­ge­stellt, wel­ches Objekt gegrif­fen wird (in der Regel wird ein Objekt etwa 400 ms vor dem Griff mit den Augen fixiert). Dadurch kann die Steue­rung der expe­ri­men­tel­len Pro­the­se ver­bes­sert werden.

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Myo­elek­tri­sche Pro­the­sen­ver­sor­gung bei einer trau­ma­ti­schen Han­dam­pu­ta­ti­on im Kin­des­al­ter anhand eines Fallbeispiels

S. Drisch
Der unfall­be­ding­te trau­ma­ti­sche Ver­lust einer Glied­ma­ße im Kin­des- und Jugend­al­ter ist extrem sel­ten und hat bereits sehr früh gra­vie­ren­de Aus­wir­kun­gen auf das gesam­te Umfeld und die sozia­le Teil­ha­be des Kin­des. Die Bewäl­ti­gung des Trau­mas eines Feh­lens der Hand stellt eine gro­ße psy­chi­sche Belas­tungs­si­tua­ti­on für das Kind, die Fami­lie und das gesam­te Umfeld dar. Aus die­sem Grund erscheint der Aus­gleich des Kör­per­scha­dens „mit allen geeig­ne­ten Mit­teln“, so der Leit­satz der gesetz­li­chen Unfall­ver­si­che­rungs­trä­ger, so früh als mög­lich erstrebenswert.

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Teil­han­dam­pu­ta­ti­on und Hilfs­mit­tel­ver­sor­gung – wel­che Ver­sor­gun­gen sind sinnvoll?

D. Kretz
Wel­che Ver­sor­gungs­mög­lich­kei­ten bestehen bei Ver­sor­gungs­fäl­len, in denen ein Teil der Hand ver­lo­ren ging? Der weit fort­ge­schrit­te­ne Stand der Tech­nik könn­te Anlass sein, von vorn­her­ein eine mikro­pro­zessor­ge­steu­er­te High­tech-Ver­sor­gung anzu­stre­ben. Aber ist das tech­nisch Mög­li­che auch immer das Not­wen­di­ge, das Bes­te für den ein­zel­nen Pati­en­ten? Bedeu­tet High­tech immer „High Value“, ist also mit einer hoch­wer­ti­gen Ver­sor­gung gleich­zu­set­zen? Die­ser Arti­kel zeigt den aktu­el­len Stand der Ver­sor­gun­gen bei Teil­hand­ver­lust auf und ver­tritt dabei den Stand­punkt, dass der Pati­ent allein das Maß für ein indi­vi­du­el­les Hilfs­mit­tel sein muss und dass der Tech­ni­ker bei aller Eupho­rie für die neu­en tech­ni­schen Mög­lich­kei­ten die grund­sätz­li­chen Anfor­de­run­gen an Phy­sio­lo­gie, Pro­por­ti­on und Schaft­de­sign nicht ver­nach­läs­si­gen darf.

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Aktu­el­le Ent­wick­lun­gen in der Hand­pro­the­tik – wie nah sind wir wirk­lich an Sen­si­bi­li­tät und Intelligenz?

E. Jaku­bo­witz, A. Ket­ten­bach, B. Flei­scher-Lück
Die Ver­sor­gung hand- und armam­pu­tier­ter Pati­en­ten kann trotz der all­seits zu beob­ach­ten­den Ent­wick­lungs­fort­schrit­te in der Hand­pro­the­tik nur in sehr engen, tech­nisch beding­ten Gren­zen statt­fin­den. Die jüngs­te Inno­va­ti­on der mul­ti­ar­ti­ku­lie­ren­den Hand­pro­the­sen kann die moto­ri­schen Grund­funk­tio­nen der wich­tigs­ten All­tags­ak­ti­vi­tä­ten anhand pro­gram­mier­ter Greif­mus­ter und Bewegungs­abläufe zwar wie­der­her­stel­len – aller­dings sind die­se Hän­de je nach Anwen­der immer noch umständ­lich zu bedie­nen, wei­sen nicht nur wegen der Ges­ten­steue­rung eine zum Teil unna­tür­li­che Kine­ma­tik auf und bie­ten kein sen­so­ri­sches Feed­back. So kommt es immer wie­der vor, dass Pati­en­ten sol­che Hän­de ableh­nen, weil sie die ver­mehr­te Fin­ger­be­weg­lich­keit nicht als den alles ent­schei­den­den Mehr­wert gegen­über dem recht steif erschei­nen­den Drei­punkt­griff bis­he­ri­ger Sys­tem­hän­de anse­hen. Dem­ge­gen­über wird sowohl in Fach­zeit­schrif­ten als auch in den Mas­sen­me­di­en immer wie­der von bahn­bre­chen­den For­schungs- und Ent­wick­lungs­schrit­ten in der Hand­pro­the­tik berich­tet. Die Rede ist dann von „gedan­ken­ge­steu­er­ten“, „füh­len­den“ oder sogar „intel­li­gen­ten“ Arm- und Hand­pro­the­sen, die aus der Robo­tik stam­men, eine künst­li­che Haut besit­zen oder gele­gent­lich geschick­ter als die mensch­li­che Hand sein sol­len. Doch sind die gemel­de­ten Errun­gen­schaf­ten tat­säch­lich so viel­ver­spre­chend? Erfül­len sie wirk­lich die Erwar­tun­gen der Pati­en­ten an ihre Pro­the­se? Eine nähe­re Beschäf­ti­gung mit die­sen For­schungs- und Ent­wick­lungs­be­mü­hun­gen und die Beant­wor­tung der Fra­ge, ob sie wirk­lich das Poten­zi­al für eine ver­bes­ser­te Pro­the­sen­ver­sor­gung auf­wei­sen, wür­de hier für Auf­klä­rung sor­gen. Im Bestre­ben, die­se Lücke zu schlie­ßen, wer­den im vor­lie­gen­den Arti­kel anhand aktu­el­ler Bei­spie­le die drei Haupt­for­schungs­fel­der der Hand­pro­the­tik – Steue­rungs­sys­te­me, Feed­back­sys­te­me und Robo­tik – skizziert.

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Eine Simul­tan­steue­rung für myo­elek­tri­sche Handprothesen

J. M. Hah­ne, M. A. Schweis­furth, K.-R. Mül­ler, D. Fari­na
Elek­tro­myo­gra­phi­sche (EMG) Signa­le wer­den zur Steue­rung von Hand- und Arm­pro­the­sen ver­wen­det. Bei kon­ven­tio­nel­len, han­dels­üb­li­chen Steue­run­gen kön­nen dabei jedoch die Funk­tio­nen (wie etwa „Hand öffnen/schließen“ oder „Rota­ti­on“) immer nur ein­zeln und sequen­zi­ell ver­wen­det wer­den. Um trotz­dem meh­re­re Frei­heits­gra­de steu­ern zu kön­nen, ist eine Aus­wahl des akti­ven Pro­the­sen­ge­lenks über eine Co-Kon­trak­ti­on, die Anstiegs­ge­schwin­dig­keit des EMG-Akti­vi­tät­signals oder ande­re Metho­den not­wen­dig. In die­sem Arti­kel wird eine neu­ar­ti­ge Simul­tan­steue­rung meh­re­rer Frei­heits­gra­de vor­ge­stellt und an einer Per­son mit trans­ra­dia­ler Ampu­ta­ti­on getestet. 

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Ver­sor­gung mit einer fremd­kraft­ge­steu­er­ten Partialhandprothese

V. Bie­der­mann
Die pro­the­ti­sche Ver­sor­gung mit einer fremd­kraft­ge­steu­er­ten Par­ti­al­hand­pro­the­se erwei­tert das Ver­sor­gungs­spek­trum und erfor­dert Erfah­rung, Team­ar­beit und Inno­va­ti­ons­be­reit­schaft. Der fol­gen­de Arti­kel setzt sich mit ver­schie­de­nen Ver­sor­gungs­va­ri­an­ten des i‑lim­bdi­gits-Sys­tems aus­ein­an­der, das Par­ti­al­hand­ver­sor­gun­gen in Ver­bin­dung mit myo­elek­tri­schen Ansteue­rungs­kom­po­nen­ten und funk­tio­nel­len Fin­ger­sys­te­men ermög­licht. Eben­so wird die Zusam­men­ar­beit mit den invol­vier­ten Per­so­nen des Teams erläu­tert und die ein­zel­nen Fer­ti­gungs­schrit­te anhand meh­re­rer Ver­sor­gungs­bei­spie­le vorgestellt.

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Implan­tier­ba­res myo­elek­tri­sches Assis­tenz­sys­tem zur intui­ti­ven Steue­rung einer bio­ni­schen Handprothese

K.-P. Hoff­mann, L. Abu-Saleh, J. M. Car­do­na Audi, H. Dietl, H. Frank, A. Gail, E. Kani­u­sas, W. H. Kraut­schnei­der, S. Lewis, T. Mei­ners, R. Ruff, M. F. Rus­sold, D. Schroe­der, S. Westendorff
Das vor­ge­stell­te implan­tier­ba­re myo­elek­tri­sche Assis­tenz­sys­tem zur intui­ti­ven Steue­rung einer bio­ni­schen Hand­pro­the­se erfasst mit epi­mys­i­al fixier­ten Elek­tro­den selek­tiv Akti­vi­tä­ten ein­zel­ner Mus­keln. Die­se Signa­le wur­den im Tier­ex­pe­ri­ment über einen Zeit­raum von mehr als neun Mona­ten erst­mals viel­ka­na­lig draht­los und in Echt­zeit über­tra­gen. Nach Ana­ly­se und Klas­si­fi­ka­ti­on las­sen sie sich defi­nier­ten Bewe­gungs­mus­tern zuord­nen. So kön­nen die­se epi­mys­ia­len Poten­zia­le für eine intui­ti­ve Steue­rung von Hand­pro­the­sen her­an­ge­zo­gen wer­den. Gegen­wär­ti­ge For­schun­gen gel­ten der Ent­wick­lung eines voll implan­tier­ba­ren mikro­tech­ni­schen Assis­tenz­sys­tems, das mit einem inte­grier­ten Sti­mu­la­tor auch ein sen­so­ri­sches Feed­back ermög­li­chen soll. Damit kön­nen wich­ti­ge Vor­aus­set­zun­gen für den Ein­satz bio­ni­scher Hand­pro­the­sen geschaf­fen werden.

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Eine bio­ni­sche Hand­pro­the­se für Kin­der und Jugendliche

S. Schulz
Die Kin­der- und Jugend­pro­the­tik stellt den Ortho­pä­die-Tech­ni­ker vor ganz beson­de­re Her­aus­for­de­run­gen. Im Bereich der obe­ren Extre­mi­tät sto­ßen die bis­her ver­füg­ba­ren Sys­te­me bezüg­lich Funk­tio­na­li­tät und Ästhe­tik oft an ihre Gren­zen. Dies gilt ins­be­son­de­re für die Merk­ma­le Griff­wei­te, Griff­kraft und Greif­ge­schwin­dig­keit, aber auch für die Form und Grö­ße der Hand­pro­the­sen. Mit der “VIN­CEN­Tyoung” wird ein neu­es Kin­der- und Jugend­hand­sys­tem vor­ge­stellt, das bei die­sen Defi­zi­ten ansetzt und erst­mals für die Alters­klas­se der 8- bis 13-Jäh­ri­gen die Nut­zung einer mul­ti­ar­ti­ku­lie­ren­den Hand­pro­the­se ermöglicht.

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