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Aktion Elektronik hilft Diese künstliche E-Motor-Hand besitzt 14 verschiedene Griffmuster

| Autor / Redakteur: Tiziano Bordonzotti * / Gerd Kucera

Eine integrierte Myoelektrik nutzt die durch Muskelkontraktionen erzeugte elektrische Spannungen (µV), um fünf DC-Kleinstmotoren zu regeln. Die High-Tech-Prothese kann sogar Weingläser umfassen.

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Bild 1: Eine bionische Handprothese ermöglichen ihren Trägern viele Tätigkeiten, die für andere Menschen selbstverständlich sind.
Bild 1: Eine bionische Handprothese ermöglichen ihren Trägern viele Tätigkeiten, die für andere Menschen selbstverständlich sind.
(Bild: Steeper)

Schnürsenkel binden, Bettwäsche zusammenlegen, eine Chipstüte aufreißen – die Liste der Tätigkeiten, die einhändig nicht oder nur schwer zu bewältigen sind, ist unerfreulich lang. Menschen, die durch eine Amputation oder einen Unfall eine Hand verloren haben, werden täglich mit solchen Hürden konfrontiert. Um ihren Alltag zu erleichtern, kommen immer bessere Prothesen auf den Markt. Leistungsstarke Kleinstmotoren sorgen dafür, dass die neuesten Modelle schnell oder fest zupacken können, wobei die Greifkraft beim Halten konstant bleibt.

Funktionelle Prothesen kennen die meisten von uns nur aus Science-Fiction-Filmen, in denen die künstlichen Extremitäten übermenschliche Kräfte verleihen. Im echten Leben dagegen ermöglichen bionische Handprothesen viele Tätigkeiten, die für unversehrte Menschen selbstverständlich sind.

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Elektroden erfassen die Muskelkontraktionen

Das britische Unternehmen Steeper hat dafür die myoelektronische Handprothese Bebionic entwickelt. Myoelektrik ist die Fachbezeichnung für die infolge komplizierter biochemischer Prozesse in den Muskelzellen erzeugte elektrische Spannung im Mikrovoltbereich, die bei Prothesen nach (Teil-)Amputationen von Extremitäten zum Einsatz kommt.

Die künstliche Hand wiegt zwischen 400 und 600 Gramm und ist damit etwa so schwer wie die natürliche Hand (Bild 1). Gesteuert wird sie durch elektrische Signale. Diese werden durch Muskelkontraktionen erzeugt und lassen sich mit Elektroden auf der Haut messen, ähnlich wie bei einem EKG in der Herzdiagnostik.

Zwei Elektroden, die im Prothesenschaft integriert sind, erkennen die myoelektronischen Signale und leiten diese an die Steuerungselektronik weiter, die diese Signale verstärkt und zur Aktivierung von fünf kleinen Elektromotoren nutzt, die daraufhin die Finger und Daumen bewegen; die Hand öffnet oder schließt sich. Dabei entscheidet die Stärke der Muskelkontraktion über die Geschwindigkeit und die Greifkraft: Ein schwaches Signal erzeugt eine langsame Bewegung, ein starkes Signal eine schnelle

Die Muskeln, deren Signale zum Öffnen und Schließen der Handprothese genutzt werden, sind normalerweise eigentlich für die Bewegung des Handgelenks zuständig. Der Träger der Handprothese muss also lernen, dass sie nun eine andere Funktion haben. „Das menschliche Gehirn ist unglaublich anpassungsfähig. Schon nach kurzer Zeit führen die Menschen die Bewegung ebenso intuitiv durch, wie Autofahrer beim Haltewunsch auf die Bremse treten“, weiß dazu Ted Varley, technischer Direktor bei Steeper.

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