Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Revolution in der Prothetik

16.05.2002


Künstliche Hand aus dem Forschungszentrum Karlsruhe erstmals als Prothese am Patienten eingesetzt

Die Hand greift nach einer Flasche, einer Batterie oder einer Scheckkarte. Ein einzelner ausgestreckter Finger bedient die Tastatur eines Computers. Erst bei sehr genauem Hinsehen ist zu erkennen, dass der rechte Arm des Patienten eine Kunsthand statt einer natürlichen Hand trägt. Am 15. Mai 2002 wurde an der Orthopädischen Klinik der Universität Heidelberg erstmals ein Prothesenträger mit dem Prototyp einer im Forschungszentrum Karlsruhe entwickelten künstlichen Hand ausgestattet. Sie ist leicht, flexibel, sehr beweglich und fühlt sich natürlich an. Weltweit erstmalig können mit dieser Prothese auch die fünf wichtigsten Griffmuster realisiert werden.


Was vor kurzem noch Vision war, ist damit Wirklichkeit geworden: Ausgestattet mit einer neuartigen Technologie, so genannter Mikro-Fluidaktorik, ist die künstliche Hand leicht, flexibel und sehr beweglich. Beim Berühren fühlt sie sich natürlich an. Die Technologie wurde in den letzten Jahren von der Forschergruppe um Stefan Schulz im Institut für Angewandte Informatik des Forschungszentrums Karlsruhe entwickelt. Das einzelne Funktionselement, der Aktor, besteht aus einer Kammer, die über einen Steuerkanal mit Flüssigkeit befüllbar ist, also quasi hydraulisch arbeitet. Die Kammer verformt sich beim Befüllen und erzeugt dabei eine mechanische Bewegung.

"Die Handprothese ist aus vielen solcher Kammern aufgebaut, um ein umfassendes Bewegungsspektrum zu ermöglichen", erläutert Stefan Schulz. "Dazu wurden miniaturisierte Ventile, Sensoren und eine Druckerzeugungseinheit in die künstliche Hand integriert."

Ein wenig Konzentration ist für den Patienten am Anfang schon noch erforderlich: Sensoren am Armansatz der künstlichen Hand nehmen Muskelbewegungen aus dem Armstumpf auf, die über eine Mikroprozessor-Steuerung bestimmte Griffmuster einleiten. Fünf im alltäglichen Leben wichtige Handbewegungen können umgesetzt werden: Die Hand kann mit dem so genannten Pinzettengriff kleine Gegenstände wie Batterien oder Gummibärchen greifen, mit dem Zylindergriff eine Flasche kraftvoll umfassen und hochheben, mittels des Lateral-(oder Schlüssel-)griffs flache Gegenstände wie Scheckkarten aufnehmen und halten oder mit dem Hakengriff eine Tasche oder Tüte am Henkel tragen. Schließlich lässt sich der Zeigefinger ausstrecken und damit die Tastatur eines Computers oder ein Schalter bedienen.

Bisher kommerziell erhältliche Handprothesen sind den Patienten oft zu schwer und verfügen nur über eine Griffart, die zudem unnatürlich wirkt. Die neuartige Prothese auf der Basis der flexiblen Mikro-Fluidaktoren wiegt nur 860 Gramm (einschließlich Schaft, Akku, Schutzhandschuh und der fluidischen Teile). Mit einem speziellen Handschuh versehen sieht sie einer gewachsenen Hand zum Verwechseln ähnlich (einschließlich Fingernägeln) und fühlt sich auch natürlich an.

"Die Neuentwicklung ist ein deutlicher Fortschritt gegenüber bisherigen Prothesen", stellt Stefan Schulz fest. "Aber die Entwicklung geht natürlich weiter. Die Hand soll noch leichter werden und sich mit einer intelligenteren, lernfähigen Elektronik auf die Gewohnheiten der Träger einstellen können. Außerdem wollen wir eine Feed-Back-Funktion in die Prothese integrieren, mit der der Patient dann über eine Art Tastsinn verfügt." In den nächsten Monaten wird die neuartige Handprothese im täglichen Einsatz getestet.

Die Materialkosten für die Einzelteile der Hand sind relativ gering. In der Serienproduktion können die Kosten voraussichtlich in der Nähe derzeitiger Prothesen liegen. Bis dahin werden sicher noch ein bis zwei Jahre Entwicklungszeit nötig sein.

Inge Arnold | idw

Weitere Berichte zu: Handprothese Prothese

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Wachablösung im Immunsystem: wie Dendritische Zellen ihre Bewaffnung an Mastzellen übergeben
16.11.2017 | Universitätsklinikum Magdeburg

nachricht Wie Lungenkrebs zur Entstehung von Lungenhochdruck führt
16.11.2017 | Justus-Liebig-Universität Gießen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Metamaterial mit Dreheffekt

Mit 3D-Druckern für den Mikrobereich ist es Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelungen ein Metamaterial aus würfelförmigen Bausteinen zu schaffen, das auf Druckkräfte mit einer Rotation antwortet. Üblicherweise gelingt dies nur mit Hilfe einer Übersetzung wie zum Beispiel einer Kurbelwelle. Das ausgeklügelte Design aus Streben und Ringstrukturen, sowie die zu Grunde liegende Mathematik stellen die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science vor.

„Übt man Kraft von oben auf einen Materialblock aus, dann deformiert sich dieser in unterschiedlicher Weise. Er kann sich ausbuchten, zusammenstauchen oder...

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungen

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungen

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Maschinen über die eigene Handfläche steuern: Nachwuchspreis für Medieninformatik-Student

24.11.2017 | Förderungen Preise

Treibjagd in der Petrischale

24.11.2017 | Biowissenschaften Chemie