Wie die natürliche Bewegung

Die myoelektrischen Chips der Firma Össur verarbeiten direkt die Steuerbefehle des Gehirns und wandeln sie in Bewegungen von Prothesen um. Das könnte die Mobilität von Menschen mit amputierten Beinen erheblich verbessern.

Für die zwei ersten Probanden von Össurs neuer Technologie sind die implantierten Chips buchstäblich ein Schritt nach vorn. Seit gut einem Jahr tragen sie die Sensoren direkt im Muskelgewebe ihrer Oberschenkel. Ohne darüber nachzudenken, können die Testpersonen durch diese Implantate ihre künstlichen Beine wie die natürlichen Körperteile bewegen. Für Träger von Prothesen bedeutet diese Entwicklung ein Stück weit mehr Normalität.

Bei gesunden Menschen sendet das Gehirn Steuerbefehle über die Nervenbahnen zu den Muskeln. Dort bewirken sie die Muskelkontraktion. In der Summe ergibt das die intendierte Bewegung. Die implantierten myoelektrischen Sensoren (IMES) kommen für diese Impulse aus dem Gehirn ins Spiel. Sie verarbeiten genau die Befehle, die für die Muskeln des fehlenden Körperteils gedacht waren, wandeln sie in Steuerungsbefehle für die Prothese um und senden sie kabellos an die Empfängersensoren. Das Ergebnis ist die Bewegung der künstlichen Gliedmaße, wie sie vom Nutzer beabsichtigt war. "Diese Technologie erlaubt es dem Nutzer im Umgang mit seiner Prothese sehr viel intuitiver zu sein", erklärt Dr. Thorvaldur Ingavarsson, Leiter der Abteilung Research & Development sowie des Projekts der Gedanken-gesteuerten Prothesen. Nur ein kleiner chirurgischer Eingriff ist nötig, um die 3 x 5 Millimeter großen Sensoren in die Beinmuskeln einzusetzen.

Für den Hersteller Össur bedeuten die IMES einen Durchbruch im Bereich Gedanken-gesteuerter Prothesen für das Bein. Bisherige künstliche Arme oder Hände auf Basis von myoelektrischen Sensoren erfordern viel Konzentration und gezielte Muskelübungen, um die gewünschte Bewegung zu erzeugen. Die Sensoren verarbeiten dabei die Muskelkontraktion im Stumpf und senden diese als Steuerungsbefehl an die Prothesen weiter. Die Schwierigkeit liegt besonders darin, bestimmte Kontraktionsmuster für bestimmte Bewegungen zu erlernen. Die Össur-Chips setzen gewissermaßen einen Schritt eher an, indem sie direkt die Impulse aus dem Gehirn umwandeln. Für Prothesenträger soll das einfacher umzusetzen sein. Innerhalb von nur ein paar Minuten Training habe einer der Tester das künstliche Bein ganz natürlich nutzen können. Nun sollen weitere klinische Studien mit mehr Probanden die Technologie vorantreiben.

(jle)