Steuerung Archive - Verlag Orthopädie-Technik

Erfahrungen mit dem Einsatz eines neuartigen Systems zur Griffmustererkennung in der Unterarmprothetik

5. Juni 201919. Februar 2024 Verlag OT Armprothese, Armprothetik, Griffmuster, HTV-Silikon-Schaft, Myo Plus, Pattern Recognition (PR), Steuerung

M. Schäfer, F. Muders, S. Kunz, K. Laassidi
Neuartige technologische Ansätze im Bereich der oberen Extremität ermöglichen ihren Anwendern eine verbesserte funktionale Nutzung der Prothese im Alltag. Neben Optimierungen im Bereich der Schafttechnologie nehmen auch intelligente Steuerungsmöglichkeiten, funktionale Prothesenpassteile und stumpfverbessernde chirurgische Eingriffe wesentlichen Einfluss auf das Versorgungsergebnis bei armamputierten Mitmenschen.

Roboterhand „Pisa/IIT SoftHand Pro“. Das anthropometrische Design erlaubt durch seine Mechanik die Ausführung kinematischer Synergien, sodass mit einem Antrieb 19 Freiheitsgrade gleichzeitig aktiviert werden. Die Elastizität lässt während des Objektkontakts eine Anpassung der Finger an beliebige Objektformen zu.

Fachartikel Peer Review

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

5. Juli 201821. Juli 2020 Verlag OT Feedback, Handprothetik, Robotik, Steuerung, Synergie

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.

IMES-System bei einem unterschenkelamputierten Anwender. Der Spiraldraht-Empfänger ist in den Schaft einlaminiert und kommuniziert drahtlos mit dem IMES. Die IMES-Steuerschnittstelle dient der Kontrolle des Spiraldraht-Empfängers und dem Senden von Muskelsignalen an den BSMB, der dann mit der Prothese kommuniziert.

Fachartikel Peer Review

Oberflächenelektroden vs. implantierte Elektroden zur Steuerung von Beinprothesen

5. November 201613. Oktober 2020 Verlag OT implantierbar, Messtechnik, myoelektrisch, Prothese, Sensoren, Steuerung

J. S. Sigurdardottir, S. P. Sigurthorsson, G. Halldorsdottir, G. K. Ludviksdottir, Th. Helgason, K. Lechler, M. Oddsson, Th. Ingvarsson, K. Kristjansson
Aktuelle Beinprothesen weisen verglichen mit dem menschlichen Bein zahlreiche Einschränkungen auf. So haben diese Prothesen einen eingeschränkten Bewegungsumfang, es mangelt ihnen an aktiver Kraftunterstützung, und sie verfügen nicht über die Möglichkeit, durch Messungen zu erkennen, was der Anwender von seiner Prothese im jeweiligen Moment verlangt. Um eine direktere Verbindung zum Nervensystem des Anwenders herzustellen, werden myoelektrische Signale verwendet. Diese ermöglichen es dem Anwender, seine Prothese auf eine Weise zu steuern, die herkömmliche Prothesen nicht leisten können. So ist eine willkürliche Steuerung der Bewegung des Sprunggelenks beim Gehen nicht möglich. Diese wäre jedoch sehr vorteilhaft für den Anwender. In dieser Studie wurden zwei myoelektrische Signale für die Steuerung von Beinprothesen miteinander verglichen, die mittels Oberflächenelektroden vs. implantierten Elektroden erfasst wurden.

Evaluierung der Steuerungen im standardisierten Clothespin-Relocation-Test. Der Proband hat die Aufgabe, drei Wäscheklammern in möglichst kurzer Zeit von einer horizontalen auf eine vertikale Stange zu versetzen.

Fachartikel Peer Review

Eine Simultansteuerung für myoelektrische Handprothesen

5. März 201613. Oktober 2020 Verlag OT Elektromyographie, Handprothese, Handprothetik, maschinelles Lernen, Myoprothetik, Regression, Steuerung

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.