{"id":176794,"date":"2019-07-08T11:30:34","date_gmt":"2019-07-08T09:30:34","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=176794"},"modified":"2019-07-08T11:30:34","modified_gmt":"2019-07-08T09:30:34","slug":"neue-sensoren-verbessern-gedankengesteuerte-prothesen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/neue-sensoren-verbessern-gedankengesteuerte-prothesen\/","title":{"rendered":"Neue Sensoren verbessern gedankengesteuerte Prothesen"},"content":{"rendered":"<p>Biomechatroniker des <a href=\"https:\/\/www.jku.at\/linz-institute-of-technology\/\"><em>Linz Institute of Technology<\/em><\/a> (<em>LIT<\/em>) haben kapazitive Sensoren f\u00fcr gedankengesteuerte Prothesen entwickelt und damit deren Qualit\u00e4t massiv erh\u00f6ht. Die Prothesen sitzen besser und sind weniger st\u00f6ranf\u00e4llig.<\/p>\n<p>Prothesen vermitteln Patienten, die Gliedma\u00dfen verloren haben, Unabh\u00e4ngigkeit im Alltag und wieder mehr Lebensqualit\u00e4t. Die Technologie ist weit fortgeschritten. Richtungsweisend sind gedankengesteuerte Prothesen. Wie <a href=\"https:\/\/www.jku.at\/en\/institute-of-biomedical-mechatronics\/about-us\/team\/theresa-roland\/\"><em>Theresa Roland<\/em><\/a> vom <a href=\"https:\/\/www.jku.at\/institut-fuer-medizin-und-biomechatronik\/\"><em>Institut f\u00fcr Medizin- und Biomechatronik<\/em><\/a> der <a href=\"https:\/\/www.jku.at\/\"><em>Johannes Kepler Universit\u00e4t Linz<\/em> <\/a>erkl\u00e4rt, basiert die Steuerung durch Gedanken auf noch vorhandenem Muskelgewebe. Der Gedanke im Gehirn sei letztlich ein elektrisches Signal, das durch Nervenfasern an Muskelfasern \u00fcbermittelt werde \u2013 und sei an der Hautoberfl\u00e4che messbar.<\/p>\n<h3>Sensortechnologie<\/h3>\n<p>Woran die Forschung feilt, das ist die technische Ann\u00e4herung an die nat\u00fcrliche Nutzung von Gliedma\u00dfen. Durch die Sensortechnologie er\u00f6ffnen sich st\u00e4ndig neue M\u00f6glichkeiten. Diese sind aber in der Anwendung oft mit H\u00fcrden verbunden. Problematisch an sensorbasierten Prothesen bisher waren folgende Aspekte:<\/p>\n<ul>\n<li>G\u00e4ngige Sensoren bed\u00fcrfen einer leitf\u00e4higen Verbindung zur Haut und sind schwei\u00dfempfindlich. F\u00fcr eine reibungslose Funktion des Sensors muss die Haut mit einer elektrolytischen Paste oder einem Hautpr\u00e4parat vorbereitet werden.<\/li>\n<li>Um eine leitf\u00e4hige Verbindung zu gew\u00e4hrleisten, m\u00fcssen die Sensoren fest auf die Haut gepresst werden. Das kann zu unangenehmen Druckstellen f\u00fchren und wirkt besonders auf Menschen mit Durchblutungsst\u00f6rungen belastend.<\/li>\n<li>Jedes Verrutschen und jede Ersch\u00fctterung der Prothese l\u00f6st Fehlfunktionen aus.<\/li>\n<\/ul>\n<h3><\/h3>\n<h3><\/h3>\n<h3>Flexible kapazitive Sensoren<\/h3>\n<p>Die Biomechatroniker vom <em>Linz Intitute of Technology<\/em> haben erstmals flexible kapazitive Sensoren f\u00fcr gedankengesteuerte Prothesen eingesetzt und konnten so entscheidende Verbesserungen bewirken:<\/p>\n<ul>\n<li>Flexible Sensoren passen sich der Anatomie des menschlichen Unterarms an, bieten hohen Tragekomfort und gew\u00e4hrleisten Stabilit\u00e4t und St\u00f6rungssicherheit.<\/li>\n<li>Kapazitive Sensoren reagieren ber\u00fchrungsfrei auf Ann\u00e4herung eines leitenden oder nicht leitenden Gegenstands &#8211; sind also von der Leitf\u00e4higkeit der Haut unabh\u00e4ngig.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Durch die Anpassungsf\u00e4higkeit der flexiblen Sensoren werden St\u00f6rungen reduziert. Vor allem aber entwickelte das Team einen relativ einfachen Algorithmus, mit dem die Sensoren zwischen Gedankensignal und St\u00f6rimpuls unterscheiden k\u00f6nnen, erkl\u00e4rt <em>Roland<\/em>. Das System l\u00e4uft ohne App. Die Algorithmen sind direkt am Sensor integriert. Insgesamt bringt die Innovation eine wesentliche Verbesserung der Funktionsweise der Prothese, da diese ausschlie\u00dflich bei tats\u00e4chlicher Muskelkontraktion aktiviert wird. Andernfalls k\u00f6nnte es passieren, dass sich die Prothese bewegt, wenn zum Beispiel in der N\u00e4he ein Handy aktiviert wird.<\/p>\n<h3>Kooperation mit Otto Bock Healthcare<\/h3>\n<p>Die flexiblen, kapazitiven Sensoren wurden in Kooperation mit <a href=\"https:\/\/www.ottobock.at\/?\"><em>Otto Bock Healthcare<\/em><\/a> Products entwickelt und durch das <a href=\"https:\/\/www.lcm.at\/\"><em>Linz Center of Mechatronics<\/em><\/a> gef\u00f6rdert. Das Projekt wurde im Journal <a href=\"https:\/\/www.mdpi.com\/journal\/sensors\"><em>Sensors<\/em><\/a> ver\u00f6ffentlicht. Den Artikel finden Sie unter diesem <a href=\"https:\/\/www.mdpi.com\/1424-8220\/19\/4\/961\/htm\">Link<\/a><\/p>\n<p>In einem weiteren Entwicklungsschritt will <em>Roland<\/em> auch k\u00fcnstliche Intelligenz einbinden. Neuronale Netze sollen vor allem genutzt werden, um die Robustheit des Sensors zu verbessern. Dieser soll noch besser zwischen St\u00f6r- und Nutzsignalen unterscheiden k\u00f6nnen.<\/p>\n<h3>\u00dcber gedankengesteuerte Prothesen<\/h3>\n<p>Die erste gedankengesteuerte Prothese wurde 1964 in USA entwickelt. In Europa gelangte das System erstmals 2007 zur Anwendung &#8211; durch eine Zusammenarbeit des Unternehmens <em>Otto Bock<\/em> <em>Healthcare<\/em> (Wien) mit US-Wissenschaftern. F\u00fcr die \u00dcbertragung der Gedanken nutzt das System die Nerven, die urspr\u00fcnglich f\u00fcr die Steuerung der Gliedma\u00dfen verantwortlich waren.<\/p>\n<p>Voraussetzung f\u00fcr die Funktion ist allerdings ein Nerventransfer. Das ist ein operativer Eingriff, bei welchem Nerven, die zu den amputierten Gliedma\u00dfen f\u00fchren, verlagert werden. Dabei werden noch vorhandene Nerven des K\u00f6rperteils mit ebensolchen Muskelgruppen verbunden. Wenn die Nerven eingewachsen sind, ist der Patient gefordert, die verschiedenen Bewegungsmuster zu trainieren, bis von den Muskelgruppen bei Kontraktion ausreichend starke elektrische Impulse ausgehen.<\/p>\n<h3>Myoelektrische Prothesen<\/h3>\n<p>Es sind komplizierte biochemische Prozesse in den Muskelzellen, die elektrische Spannung im Mikrovoltbereich erzeugen. Die Fachbezeichnung daf\u00fcr lautet Myoelektrik. Myoelektrische Prothesen sind batteriebetriebene und durch Muskelkontraktion in Bewegung gesetzte Prothesen. Diese erkennen \u00fcber Elektroden oder Sensoren Muskelbewegungen und \u00fcbersetzen diese in Steuerungsimpulse.<\/p>\n<h3><\/h3>\n<h3>Auch interessant:<\/h3>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/moderne-prothetik-mit-kraft-und-gefuehl-durch-den-alltag\/\">Moderne Prothetik: mit Kraft und Gef\u00fchl durch den Alltag<\/a><\/p>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/das-massgefertigte-exoskelett-aus-dem-baukasten\/\">Das ma\u00dfgefertigte Exoskelett aus dem Baukasten<\/a><\/p>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/sensoren-bringen-flugzeuge-ohne-erschuetterung-durch-turbulenzen\/\">Sensoren bringen Flugzeuge ohne Ersch\u00fctterung durch Turbulenzen<\/a><\/p>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/forscher-statten-gummibaerchen-mit-sensoren-aus\/\">Forscher statten Gummib\u00e4rchen mit Sensoren aus<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Biomechatroniker des Linz Institute of Technology (LIT) haben kapazitive Sensoren f\u00fcr gedankengesteuerte Prothesen entwickelt und damit deren Qualit\u00e4t massiv erh\u00f6ht. 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