Prothesensteuerung

G. Brand­mayr, H.-W. van Vliet
Ein Ver­sor­gungs­pro­zess, der das Trai­ning des Anwen­ders mit dem Trai­ning der Mus­ter­er­ken­nung (ME) ver­eint, maxi­miert die Per­for­mance einer Pro­the­se, auf­ge­baut aus 2 Hand­ge­lenk­ach­sen und einer Hand mit 2 Griff­ar­ten. Zu deren Steue­rung wur­de 8‑Ka­nal-EMG vom Unter­arm­stumpf zu je 4 Merk­ma­len ver­ar­bei­tet und mit linea­rer Dis­kri­mi­nanz­ana­ly­se klas­si­fi­ziert. Sowohl die Beschrän­kung auf intui­ti­ve Steu­er­be­we­gun­gen trotz phy­sio­lo­gi­scher Ein­schrän­kun­gen als auch ME-Trai­ning unter ein­ge­schränk­ten Bedin­gun­gen im Labor ver­ur­sa­chen Fehl­funk­tio­nen unter Anwen­dungs­be­din­gun­gen. Zur Abhil­fe wird die ME stets für die gera­de aktu­el­len Bedin­gun­gen neu trai­niert. Anhand einer Fall­stu­die wur­de unter­sucht, ob durch Opti­mie­rung der Steu­er­be­we­gun­gen und Ein­bin­dung der Anwen­dungs­be­din­gun­gen in das ME-Trai­ning die Feh­ler­ra­te so weit redu­ziert wer­den kann, dass die ME trotz EMG-Ände­run­gen zuver­läs­sig über Mona­te funk­tio­niert. Über einen Zeit­raum von 6 Mona­ten wur­den 7 Sit­zun­gen mit vari­ie­ren­der Kon­trak­ti­ons­stär­ke und Arm­stel­lung auf­ge­nom­men. Bewe­gungs­feh­ler wur­den per Acti­ve Error Ratio (AER) und Total Error Ratio (TER) gemes­sen. Erset­zen der intui­ti­ven Hand­ge­lenks­fle­xi­on mit Uln­ar­ab­duk­ti­on sowie Erset­zen des Schlüs­sel­grif­fes mit dem Werk­zeug­griff ver­rin­ger­te die AER von 7,4 auf 2,9 %. Labor­be­din­gun­gen erge­ben eine AER von 1,4 %, die jedoch unter Anwen­dungs­be­din­gun­gen auf 12,4 % steigt. Umfas­sen­des ME-Trai­ning konn­te die AER wie­der auf 5,1 % redu­zie­ren. Der Aus­schluss nied­ri­ger Kon­trak­ti­ons­stär­ken redu­zier­te die AER wei­ter auf 2,8 %. Die­se Fall­stu­die zeigt, dass sich die Steue­rung unter Anwen­dungs­be­din­gun­gen maß­geb­lich (9‑fach) ver­schlech­tert. ME-Trai­ning und das Opti­mie­ren der Steu­er­be­we­gun­gen kön­nen die­se Ein­flüs­se, inklu­si­ve Neu­an­le­gen der Pro­the­se, weit­ge­hend kompensieren.