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Göttingen Ohrmuskeln steuern Handprothesen
Campus Göttingen Ohrmuskeln steuern Handprothesen
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12:58 09.11.2018
Handprothese lässt sich mit den Ohrmuskeln steuern. Quelle: R
Göttingen

„Fast jeder Mensch kann die Ohrmuskulatur willentlich aktivieren, wenn er diese Fähigkeit gezielt trainiert“, heißt es in einer Pressemitteilung der Universitätsmedizin Göttingen (UMG). Die Wissenschaftler nutzen die elektrischen Signale, die beim Aktivieren der Muskeln rund um das Ohr entstehen, für neue Aufgaben. Hierzu entwickelte das Team von Prof. David Liebetanz von der Klinik für Klinische Neurophysiologie (UMG), Dr. Rüdiger Rupp von der Universitätsklinik Heidelberg und Dr. Markus Reischl vom Karlsruher Institut für Technologie den Prototypen einer innovativen Mensch-Maschine-Schnittstelle.

Veröffentlichung im Journal of Neural Engineering

Das System verbindet die Ohrmuskeln über einen kleinen Chip mit einer Computersteuerung. Der Chip zeichnet Muskelsignale auf und überträgt sie per Funk an einen Computer. Die Forscher haben bereits in einer früheren Studie nachgewiesen, dass sich mit dieser Technik elektrische Rollstühle präzise steuern lassen. Die aktuelle Studie belegt nun, dass das System auch die Steuerung von Handprothesen verbessert. Die Untersuchung wurde im Wissenschaftsmagazin Journal of Neural Engineering veröffentlicht.

Prof. David Liebetanz von der Klinik für Klinische Neurophysiologie (UMG) Quelle: R

 

Die Probanden waren erheblich schneller und machten weniger Fehler, wenn sie die Ohrsteuerung (Auricular control system, ACS) anstelle der beiden konventionellen Steuerungen (Co-contraction, CC; Slope Control, SL) verwendeten. Sie hatten mit der Prothesenhand Wäscheklammern von einer horizontalen Stange auf eine senkrechte Stange umzusetzen.

Prothesensteuerung mit der Unterarmmuskulatur

Derzeit stehen für die Versorgung von Personen mit Handamputationen motorisierte Prothesen zur Verfügung, die unter Nutzung der Unterarmmuskulatur geöffnet und zum Greifen geschlossen werden kann. Zudem lässt sich die Prothesenhand am Unterarm drehen. Allerdings lassen sich beide Funktionen nach derzeitigem Stand der Technik nur nacheinander ausführen. Die Hand kann also nicht gleichzeitig gedreht und geöffnet werden.

Dr. Janne Hahne von der Klinik für Unfallchirurgie Quelle: R

 

Eine Lösung bietet die innovative Ohrsteuerung. Das Öffnen und Schließen der Hand erfolgt dabei wie bei konventionellen Steuerungen über die Unterarmmuskulatur. Durch Nutzung der Ohrmuskulatur lässt sich die Hand zugleich drehen. Das neue System ist zudem robuster, da es, anders als die konventionellen Steuerungen, nicht durch unterschiedliche Armstellungen beeinträchtigt wird.

Förderung vom Bundesministerium für Bildung und Forschung

Der Prototyp soll Grundlage für die Entwicklung eines voll implantierbaren Systems bilden. Es ließe sich per Funk mit unterschiedlichen Geräten verbinden. Diese können ein Rollstuhl, ein Computer oder eine Armprothese sein. Das Forschungsprojekt wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung vier Jahre lang mit insgesamt 890000 Euro gefördert.

Dr. Janne Hahne von der Klinik für Unfallchirurgie, Orthopädie und Plastische Chirurgie der UMG Quelle: R

 

Am Projekt waren die Wissenschaftler Dr. Leonie Schmalfuß von der Klinik für Klinische Neurophysiologie der UMG, und Dr. Janne Hahne von der Klinik für Unfallchirurgie, Orthopädie und Plastische Chirurgie der UMG, maßgeblich beteiligt.

Von Michael Caspar

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