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Errungenschaften der Prothetik
  • 19.09.2014

Errungenschaften der Prothetik

Gegenwärtig werden bionische Systeme entwickelt, die Signale direkt von den Nervenenden empfangen können, die erheblich beschleunigen können, was die Reaktionsgeschwindigkeit des mechanischen Teils der Prothese erheblich beschleunigen kann, aber dies ist eher eine Frage der Zukunft.

Das isländische Unternehmen Össur, das sich mit Bioengineering sowie mit der Entwicklung, Produktion und dem Verkauf von verschiedenen orthopädischen Produkten und Prothesen beschäftigt, kündigte die erfolgreiche Entwicklung einer Knochenbeinprothese an, die vom menschlichen Gehirn gesteuert wird. Die neue Technologie verwendet spezielle implantierbare Sensoren, die kabellose Signale an den Mikrocomputer senden, der in die künstliche Gliedmaße integriert ist, so dass die Person sie fast auf der Ebene des Unterbewusstseins steuern kann, was eine schnelle und natürliche Reaktion und Bewegung ermöglicht.

Prothesen, die durch Muskelimpulse gesteuert werden, erschienen in den späten 1960ern, aber diese Technologie hat immer noch eine Reihe von Einschränkungen. Das Prinzip seiner Funktionsweise beruht auf der Installation und Verwendung von speziellen Sensoren auf der Haut, die elektrische Entladungen erfassen und es ihnen ermöglichen, beispielsweise eine künstliche Hand zu steuern. Das Problem ist, dass diese Sensoren die elektrischen Impulse nicht eines einzelnen Muskels, sondern alle auf einmal erfassen. Dies wiederum verringert die Produktivität der künstlichen Gliedmaße und erfordert eine Person mit großer Übung, um die Prothese richtig zu handhaben. Außerdem sind solche Prothesen sehr langsam, unbequem, ungenau und am Ende völlig anders als natürliche Gliedmaßen.

Eine Lösung für dieses Problem könnte die Verwendung genauerer Sensoren sein, die es ermöglichen, die Prothese durch die Kraft des menschlichen Denkens zu steuern. Diese Methode hat bereits bei Prothesen der oberen Extremitäten zu einigen Erfolgen geführt, aber bei den unteren Extremitäten sahen die Erfolge gar nicht rosig aus.

Das Problem besteht darin, dass die oberen künstlichen Prothesen bewusster gesteuert werden können als die unteren. Wir benutzen unsere Hände, um etwas zu nehmen, anzuheben oder zu vermasseln. Mit anderen Worten, wir tun mehr koordinierte Aktionen. Wir benutzen jedoch Beine zum Gehen, und wir kontrollieren sie weniger bewusst, tatsächlich auf der Ebene der Reflexe, die als Befehle an die Wirbelsäule und nicht ans Gehirn gesendet werden.

Zum Beispiel, wenn wir Socken auf unsere Füße legen, denken wir nicht an all die komplexen Bewegungsabläufe, die in diesem Moment ausgeführt werden. Wir strecken Socken nur unter dem Einfluss von Intuition und nach unseren Reflexen. Die Beine tun in diesem Fall selbst, was sie zu tun haben. Ohne diese automatische Kontrolle durch unser neuromuskuläres System wird jedoch selbst eine gewöhnliche Überschreitung der Schwelle von uns jedes Mal als große Errungenschaft wahrgenommen.

Die neue Technologie der Össur-Kontrolle der unteren Prothesen wird unter Berücksichtigung der Verträglichkeit mit der Linie seiner bionischen Prothesen der Füße, Knie und Beine als Ganzes konzipiert. Diese computergesteuerten "intelligenten künstlichen Gliedmaßen" sind in der Lage, unabhängig in Echtzeit die Notwendigkeit bestimmter Einstellungen zu verstehen, um maximalen Komfort, Geschwindigkeit und Effizienz der Verwendung für eine bestimmte Oberfläche zu gewährleisten.

Grundlage des Managementsystems für eine solche Prothese sind die implantierten myoelektrischen Sensoren (IMES), die in die von der Alfred-Mann-Stiftung entwickelte Prothesenschiene implantiert werden. Durch die Größe eines Streichholzes werden diese Sensoren in bestimmte verbleibende Muskeln im Stumpf implantiert. Der in der Prothese befindliche Spezialempfänger empfängt die von den Muskeln auf den Sensor übertragenen Impulse und überträgt sie drahtlos an den Mikrocomputer der Prothese. In diesem Fall fungiert das gesamte künstliche Gliedmaßensystem als ein einziges kybernetisches Implantat, dessen Signale vom Rückenmark gespeist werden. Folglich muss eine Person nicht bewusst bestimmte Aktionen ausführen, um eine künstliche Gliedmaße zu kontrollieren. Die Prothese wird fast unbewusst kontrolliert.

Quelle http://touchbionics.com, https://www.ossur.com/corporate/

Die heutige Prothetik ist eine große Hilfe für Menschen, die aus Versehen oder als Folge einer Krankheit ein Glied verloren haben.

Die neueste Generation dieser Geräte verspricht viel mehr Realismus und mehr Funktionen. Im Mai 2015 stellte der Hersteller Ossur auf einer Pressekonferenz in Kopenhagen eine knöcherne Beinprothese vor, die auf der Technologie eines implantierten myoelektrischen Sensors (IMES), einer Prothese mit einem motorisierten Knöchel mit Akku-Power, basiert. Die Bewegung der Prothese kann einfach vom Gehirn gesteuert werden. In der Tat ist es ein tragbarer Roboter, mit Algorithmen und Sensoren, die den Winkel des Fußes an verschiedenen Punkten im Schritt des Benutzers automatisch anpassen.

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     Wenn ein elektrischer Impuls von seinem Gehirn die Basis seines Fußes erreicht, verbindet ein Paar von Sensoren, die in sein Muskelgewebe eingebaut sind, die neuralen Punkte und überträgt dieses Signal über das drahtlose Netzwerk an die Prothese. Da das Team das Bein erreicht, bevor sich die Restmuskeln des Benutzers zusammenziehen, gibt es keine unnatürliche Verzögerung zwischen Absicht und Aktion.

 Gegenwärtig werden große klinische Versuche durchgeführt, um in den kommenden Jahren auf den Markt zu kommen.

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 Zusätzlich zu den vorgeschlagenen Bewegungen, die fast so realistisch sind wie die natürlichen Bewegungen, kann die IMES-Prothetik einer Person helfen, Atrophie der Muskeln der betroffenen Extremität zu verhindern.

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