Prothesen heute – von der Mechanik zur myoelektrischen Technologie
So hat sich die Technik der Prothese von reiner Mechanik hin zu Sensoren und Mikroprozessoren entwickelt
Einleitung
Prothesen gehören zum Beruf des Orthopädietechnikers, seit Menschen zum ersten Mal ein Körperteil verloren und einen Teil der Funktion zurückgewinnen mussten. Heute reicht die Prothesentechnologie von einfachen mechanischen Lösungen bis zu anspruchsvollen Systemen mit Sensoren, Mikroprozessoren und Elektromotoren. Ihnen allen ist gemeinsam, dass sie von einem Orthopädietechniker an den einzelnen Nutzer angepasst werden müssen, der sowohl das Handwerk als auch die Technik dahinter versteht.
Mechanische Prothesen – nach wie vor ein solides Fundament
Ein großer Teil der Prothesen, die im Alltag verwendet werden, beruht nach wie vor auf reiner Mechanik: Federn, hydraulische Kolben und Gelenke, die auf die eigene Bewegung und Gewichtsverlagerung des Nutzers reagieren. Solche Prothesen sind oft robust, einfach zu warten und weniger abhängig von Strom und Elektronik, was sie für viele Nutzer zu einer soliden und zuverlässigen Wahl macht, nicht zuletzt in Alltagssituationen, in denen Einfachheit schwerer wiegt als anspruchsvolle Funktionen.
Mikroprozessorgesteuerte Knie
Am anderen Ende der Skala stehen mikroprozessorgesteuerte Prothesenknie, bei denen ein eingebauter Computer den Widerstand des Knies laufend anpasst. Hersteller wie Ottobock nutzen Sensoren wie Gyroskope, Beschleunigungsmesser, Kraftsensoren und Winkelmesser im Kniegelenk selbst, um abzulesen, wie sich die Nutzerin oder der Nutzer bewegt, und den hydraulischen Widerstand danach anzupassen. Manche Modelle haben Funktionen, die reagieren, wenn jemand stolpert, während andere für das Treppabgehen Stufe für Stufe und für eine stabilere Standfunktion ausgelegt sind.
Myoelektrische Arm- und Handprothesen
Für Arme und Hände gibt es myoelektrische Prothesen, bei denen Elektroden auf der Hautoberfläche die schwachen elektrischen Signale der eigenen Muskelaktivität des Nutzers erfassen. Ein eingebauter Mikroprozessor setzt die Signale in konkrete Bewegungsbefehle um, sodass die Prothese beispielsweise zwischen verschiedenen Griffmustern wechseln kann. Der Vorteil ist, dass der Nutzer die Prothese weitgehend mit seiner eigenen verbliebenen Muskulatur steuert, doch das setzt auch voraus, dass die Elektroden richtig platziert und die Signale auf den einzelnen Nutzer kalibriert werden.
| Typ | Steuerung | Typische Verwendung |
|---|---|---|
| Mechanisch/hydraulisch | Physische Bewegung und Federkraft | Robuster Alltagsgebrauch |
| Mikroprozessorgesteuertes Knie | Sensoren und elektronisch geregelter Widerstand | Unebenes Gelände und Treppen |
| Myoelektrische Hand/Arm | Elektrische Signale (EMG) von der Haut | Feinmotorik und Umgang mit Gegenständen |
Die Rolle des Orthopädietechnikers
Egal, wie fortschrittlich die Elektronik ist: Eine Prothese steht und fällt damit, wie gut der Schaft – der Teil, der den Stumpf mit dem Rest der Prothese verbindet – passt. Diese Arbeit ist immer noch weitgehend Handwerk: Der Orthopädietechniker nimmt Maß oder scannt den Stumpf, formt den Schaft und passt ihn laufend an, während sich die Form des Stumpfes verändert. Gleichzeitig arbeitet der Orthopädietechniker oft eng mit den Technikern des Lieferanten zusammen, um die Elektronik selbst einzustellen und zu warten, damit die Prothese weiterhin korrekt funktioniert.
“Eine Prothese ist nie besser als der Schaft, in dem sie sitzt – ganz gleich, wie viel Elektronik darin steckt.”
— Praxis aus der Werkstatt