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High-tech-Prothesen: Individuelle Bewegungsmustererkennung hilft bei der Steuerung
 
Chirurgie 8. Mai 2012

High-Tech Prothesen: Maschine lernt am Patienten

Eröffnung des Christian Doppler-Labors für Wiederherstellung von Extremitätenfunktionen

Chirurgen können durch bionische Rekonstruktion die Anatomie von Patienten so verändern, dass Hi-Tech-Prothesen die verlorene Funktion der Gliedmaßen optimal ersetzen können. Bald könnte die Steuerung dieser Prothesen, die derzeit linear verläuft, noch weiter verbessert werden: Mit der Mustererkennung ("Pattern Recognition"). Diese Methode wird derzeit am heute (8. Mai) eröffneten Christian Doppler Labor für die Wiederherstellung von Extremitätenfunktionen unter der Leitung von Oskar Aszmann von der Abteilung für Plastische und Rekonstruktive Chirurgie der Universitätsklinik für Chirurgie an der MedUni Wien im AKH Wien gemeinsam mit der Firma Ottobock getestet und weiterentwickelt.

 

"Pattern Recognition ist die neueste Entwicklung in der bionischen Rekonstruktion. Dabei werden über ein spezielles Computerprogramm, das wir gemeinsam mit der Firma Ottobock entwickelt haben, ganz individuelle Bewegungsmuster des Prothesenanwenders gespeichert, auf die die Prothese reagiert", erklärt Aszmann. "Das heißt, die Prothese erkennt, wenn der Patient oder die Patientin eine bestimmte Bewegung ausführen möchte, und führt diese dann aus."

Maschine lernt am Menschen

Zunächst muss aber der Computer "lernen", die Intention der ProthesenanwenderInnen zu erkennen: Die Patienten werden über Elektroden auf der Haut mit dem Computer verbunden und aufgefordert, bestimmte Bewegungen mit der nicht mehr vorhandenen Extremität auszuführen, was Muskelkontraktionen und Impulse hervorruft. Dabei entsteht jenes Aktivitätsmuster, das als Bewegung interpretiert werden kann, die der Anwender bzw. die Anwenderin gerade beabsichtigt. Mithilfe dieser Muster kann dann die Hi-Tech-Prothese individuell angepasst werden.

Aszmann: "Derzeit ist dieses System experimentell im Einsatz." Aber spätestens in eineinhalb Jahren, so der Chirurg, sei damit zu rechnen, "dass man einen Patienten damit nach Hause schicken kann."

Pattern Recognition

Auch Patrick Mayrhofer, Aszmanns bisher bekanntester Patient, ist in die Forschungsarbeit bei der Pattern Recognition eingebunden. Der junge Mann aus Oberösterreich war im Mai 2011 an der MedUni Wien mit einer Hi-Tech-Handprothese versorgt worden. Seine Geschichte war ein weltweites Medienereignis - von Interviewterminen mit dem britischen Nachrichtensender BBC bis hin zu Auftritten in deutschen TV-Shows.

Im Jänner dieses Jahres trat auch das britische Verteidigungsministerium wegen einer bionischen Rekonstruktion an das Team von Aszmann heran. In einer sechsstündigen Operation wurde ein britischer Soldat, der im Afghanistan-Einsatz seinen rechten Arm verloren hatte, für eine Armprothese vorbereitet. Die Kontaktaufnahme des britischen Verteidigungsministeriums mit den Wiener Wissenschaftlern unterstreicht die weltweite Beachtung, die die MedUni Wien und das AKH Wien als Zentrum für die Wiederherstellung von Extremitätenfunktionen genießen.

Christian Doppler-Labor

Das auf genau diese Thematik zugeschnittene Christian Doppler-Labor soll die Top-Position der MedUni Wien noch weiter untermauern. Aszmann: "Weitere Forschungsprojekte werden zu einem intensiven Schub sowohl in der technologischen Entwicklung als auch in der klinischen Anwendung führen." Als Unternehmenspartner des CD-Labors fungiert Otto Bock Healthcare Products GmbH, Weltmarktführer für Technologie im Bereich Prothetik.

MedUni Wien/IS, springermedizin.at

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