Gehen, Laufen oder Treppensteigen – all diese Bewegungen sind darauf ausgerichtet, mit möglichst wenig Energie sicher und leicht ans Ziel zu kommen. Die Steuerzentrale für alle Bewegungsabläufe ist das menschliche Gehirn. Es registriert bei jeder Art von Bewegung die wirkenden Kräfte und ist jederzeit darüber informiert, in welcher Lage sich der Körper und die Extremitäten gerade befinden. Muss wegen einer Krankheit oder als Folge eines Unfalls ein Bein amputiert werden, so gerät der gesamte Körper aus dem Gleichgewicht. Die Fortbewegung mit Hilfe einer herkömmlichen Beinprothese ist starr und holprig. Die betroffenen Personen kompensieren den Verlust von Muskeln und Nerven durch Ausgleichsbewegungen, die langfristig zu Haltungsschäden führen. Zusätzlich besteht ein großes Fallrisiko für Patienten mit Beinprothesen, so dass sie meist auf zusätzliche Gehstützen angewiesen sind.
Moderne Prothesen für natürliche Bewegungen
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung haben nun ein neuartiges Steuerungssystem vorgestellt, welches auf willkürliche Gedanken reagiert und dadurch den Betroffenen weitgehend natürliche Bewegungsabläufe ermöglicht. Die neu entwickelte Beinprothese verfügt über mehrere Sensoren, die sowohl die Muskelaktivität als auch den aktuellen Bewegungszustand ermitteln. Die Prothese "weiß" quasi ob der Prothesenträger sitzt, liegt, geht oder sich bückt. Hierdurch wird verhindert, dass die Prothese unbeabsichtigte, falsche Bewegungen ausführt. Ein plötzliches Strecken des Beines, während ihr Träger gerade eine Treppe hinauf- oder hinabsteigt, wird so unterbunden. Damit nimmt das Fallrisiko des Patienten deutlich ab. Über die verbliebene Beinmuskulatur steuert der Betroffene seine Bewegung.
Weitere Anwendungsmöglichkeiten für muskulär gesteuerte Systeme
Die Forscher sehen für ihre neue Generation der Mensch-Maschine-Schnittstelle viele weitere Anwendungsmöglichkeiten. So könnten beispielsweise Jogger den MP3-Player zukünftig durch Muskelanspannungen steuern. Ein Sensor am Oberarm reagiert dann auf die Kontraktion des Oberarmmuskels. Auf diese Art ließen sich auch andere technische Geräte steuern.
Orthesenstiefel nach Beinbruch – Bewegungsfreiheit ohne Einschränkungen
Eine Orhtese ist ein medizinisches Hilfsmittel zur Stabilisierung, Entlastung, Ruhigstellung, Führung oder Korrektur von Gliedmaßen oder des Rumpfes. Einsatzgebiete ist die Orthopädie. Wurden früher Beinbrüche mit Ruhigstellung durch einen Gips behandelt, kommen heute häufiger Schienen und Orthesen zum Einsatz, da hierdurch eine höhere Bewegungsfreiheit für den Patienten erreicht wird. Auch der Einsatz von Gehstützen soll möglichst vermieden werden. Moderne Orthesenstiefel werden auf das individuelle Körpergewicht des Patienten abgestimmt und helfen so das verletzte Bein zu entlasten. Gehhilfen sind weitgehend überflüssig. Der Belastungsgrad wird durch integrierte Kraftsensoren, bestimmt und vom Therapeuten ausgewertet und ggf. angepasst.
Video der Aktion Mensch: Kinder testen Prothesen der neuen Generation.
Quellen:
- Fraunhofer.de: Natürliche Bewegungen mit künstlichem Bein, 29.4.201
- Deutsche Wirtschafts-Nachrichten: Patienten steuern Hand-Prothesen mit Gedanken, 26.2.2015
- IDW-Online: Neuartige Beinprothese - Gehen ohne Gehstützen, 30.11.2009