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

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.

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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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Ober­flä­chen­elek­tro­den vs. implan­tier­te Elek­tro­den zur Steue­rung von Beinprothesen

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. 

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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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