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Knieprothese "tickt richtig" dank Funkuhr

22.07.2011
"UHR AN KNIE: BITTE STRECKEN!" - FUNKUHR STEUERT BEINPROTHESE
Fachhochschule St. Pölten entwickelt Funkfernsteuerung für Prothesen

Ein Prototyp einer digitalen Funksteuerung für Prothesen ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit der Fachhochschule St. Pölten mit der Otto Bock Healthcare Products GmbH Wien.

Eine der wesentlichen Aufgaben der innovativen Fernsteuerung ist die Aktivierung spezieller Bewegungsprogramme, wie zum Beispiel Radfahren. Bisher wurde diese Auswahl über eine unidirektionale Funkverbindung durchgeführt, was aber verschiedene Nachteile mit sich bringt.

Die Idee, das digitale Funksystem einer Armbanduhr zu nutzen, wurde nun von einem Studierenden des Studiengangs "Industrial Simulation" evaluiert und adaptiert. Das Resultat: die Steuerung ist nun benutzerfreundlicher, vielseitiger und weniger störanfällig.

Moderne Beinprothesen sind Hightech-Produkte, die auf die Bewegungen des Trägers intelligent reagieren. Sogar sportliche Aktivitäten wie Radfahren, Inline-Skaten, Langlaufen oder Ski-Fahren sind mit ihnen möglich. Dafür kann über eine Fernbedienung ein entsprechendes Spezialprogramm aktiviert werden. Ein Klick auf einen Handsender übermittelt die Auswahl per Funksignal an die Prothese, ein Akustik- und Vibrationssignal bestätigt, dass die Wahl von der Prothese übernommen wurde, und los geht's!

Doch das Feedback in Form von akustischen und mechanischen Signalen beschränkt dessen Informationsgehalt. Hier setzte Philipp Pfaffeneder mit der Entwicklung einer neuen Idee an: Er adaptierte das frei programmierbare Funkmodul einer Standard-Armbanduhr so, dass das Feedback der Prothese nun als visuelles Signal am Display der Uhr ablesbar ist.

SENSORIK FÜR VERBESSERUNGEN
Zur Bedeutung dieser Forschungsarbeit meint FH-Professor DI Wolfgang Franta, Dozent des Studiengangs "Industrial Simulation": "Technisches Know-how mit einem Gespür für den Markt zu entwickeln und einzusetzen - das ist genau das, was wir an der FH St. Pölten unseren Studierenden vermitteln. Herrn Pfaffeneder ist es hervorragend gelungen, dies in die Praxis umzusetzen. Seine Idee, die digitale Funktechnologie einer Uhr für die Steuerung eines medizinischen Highend-Produktes zu adaptieren, kann zukünftig die Lebenssituation von Menschen mit physischen Beeinträchtigungen verbessern."
EINS ZU NULL
Der Schlüssel zur verbesserten Lebensqualität der Betroffenen liegt dabei in der Fähigkeit des Systems Signale nicht nur zu senden, sondern auch komplexe Information zu empfangen. Das erlaubt es nun, die Steuerung auch zum Monitoring einzusetzen: neben der eigentlichen Steuerung von Bewegungsabläufen können auch Daten über den Zustand der Prothese abgerufen werden.

Dieser Informationsfluss ist in vielerlei Hinsicht zentral: Die Prothese ist dank ihres Akkus - innerhalb der gewählten Bewegungsmodi - ein autonom agierendes Hightech-Produkt. So wird der Ladungszustand des Akkus zu einer wichtigen Größe, über die der Patient jederzeit informiert sein muss. Ebenso ist die Temperatur des Hydrauliköls für den Nutzer wichtig zu wissen. Denn die Leistungsfähigkeit der Prothese erlaubt intensive Sportaktivitäten, die zu einer sehr starken Erhitzung einiger Bestandteile führen. Dank der Arbeit von Herrn Pfaffeneder können diese Art an Informationen nun leicht verständlich und erkennbar auf dem Uhren-Display dargestellt werden. Die bisher notwendige Interpretation diverser akustischer Signale wird damit obsolet.

Herr DI(FH) Bernhard Bischof, Entwicklungsingenieur der Otto Bock Healthcare Products GmbH sagt zu diesem Ergebnis des ersten Kooperationsprojekts mit der FH St. Pölten: "Wir sind mit der Leistung des Studierenden sehr zufrieden. Er konnte einen tollen Beitrag für weitere Innovationen unserer Beinprothese leisten." Der entwickelte Prototyp zeigt, dass die anwendungsorientierten Forschungstätigkeiten der FH St. Pölten auch für erfolgreiche Hightech-Unternehmen einen Beitrag leisten können.

Über die Fachhochschule St. Pölten
Die Fachhochschule St. Pölten ist Anbieterin praxisbezogener und leistungsorientierter Hochschulausbildung in den Bereichen Technologie, Wirtschaft und Gesundheit & Soziales. In mittlerweile 16 Studiengängen werden mehr als 1800 Studierende betreut. Neben der Lehre widmet sich die FH St. Pölten intensiv der Forschung. Die wissenschaftliche Arbeit erfolgt innerhalb der Studiengänge sowie in eigens etablierten Instituten, in denen laufend praxisnahe und anwendungsorientierte Forschungsprojekte entwickelt und umgesetzt werden.
Wissenschaftlicher Kontakt:
FH-Prof. DI Wolfgang Franta
Fachhochschule St. Pölten
FH-Dozent Department Technologie
Matthias Corvinus-Str. 15
3100 St. Pölten
T +43 / (0)2742 / 313 228 - 301
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