Entwicklung einer aktiven Orthese mit Leistungsabgabe – Erhebung von Referenzdaten, Aufbau und Test des Prototyps am Probanden
J. Block, S. van Drongelen, R. Müller
Um ältere Menschen mit Muskelschwäche in Alltagssituationen mit größerer Belastung, beispielsweise beim Treppensteigen oder Aufstehen aus dem Sitzen, zu unterstützen, wurde eine aktive Orthese entwickelt. Referenzdaten der Aufstehbewegung wurden zunächst mit gesunden Probanden erhoben. Anhand der Referenzdaten wurde der Antrieb für eine aktive Orthese dimensioniert sowie ein modellbasiertes Regelungskonzept entwickelt. Nach Auswahl und Aufbau einer geeigneten Sensorik wurden alle Teilsysteme in einem Prototyp implementiert. Zur Verringerung der Inkongruenz von orthetischer und anatomischer Kniegelenkachse wurden zusätzlich zu einem Scharniergelenk drei alternative Gelenkmechanismen konstruiert. Über Scherkraftmessung an den Orthesengelenken wurde die Kongruenz zur anatomischen Achse beurteilt. Die beste Übereinstimmung zeigte eine Federschlittenkonstruktion. Mittels Bewegungsanalyse und EMG wurde das Gesamtsystem an einem Probanden getestet. Die Muskelaktivität des M. quadriceps femoris zeigte sich bei Unterstützung durch die motorisierte Orthese verringert.