ArchivDeutsches Ärzteblatt15/2002Beinprothesen: Computer im Knie steuert das Gehen

VARIA: Technik

Beinprothesen: Computer im Knie steuert das Gehen

Dtsch Arztebl 2002; 99(15): A-1036 / B-863 / C-807

Marx, Catrin

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Die computergesteuerte Beinprothese C-Leg ermöglicht eine gleichmäßige Fortbewegung. Werkfoto
Die computergesteuerte Beinprothese C-Leg ermöglicht eine gleichmäßige Fortbewegung. Werkfoto
Nahezu natürliche Bewegungsmuster durch die mikroprozessorgesteuerte Prothese für Beinamputierte bei individueller Programmierung


Ein Computer im Kniegelenk steuert den gesamten Zyklus des Gehens, sowohl die Schwung- als auch die Standphase. Sensoren ermitteln 50-mal in der Sekunde, in welcher Phase des Schrittes sich der Prothesenträger gerade befindet. So stellt sich das künstliche Knie C-Leg (Computerized Leg = Computer-Bein) in Echtzeit auf jede Bewegung ein.
Technische Details
Die Computersteuerung im C-Leg bildet Beinbewegungen im Alltag nach. Dabei orientiert sich die Prothese am normalen Bewegungsmuster. Sensoren messen die Kniebeugung, die Beugegeschwindigkeit des Kniegelenks und die Belastung des Fußes. Anhand der Sensorsignale steuert der Computer winzige Hydraulikventile, die das Schwungverhalten des Kniegelenks, und damit des Unterschenkels, abhängig von der momentanen Schrittphase regeln. Dadurch entsteht das nahezu natürliche Bewegungsmuster der Prothese, da sie auf jede Bewegung des Patienten ohne Verzögerung reagiert.
Gerät der Prothesenträger ins Stolpern, dann verhindert die Elektronik, dass die Prothese abrupt unter ihm einknickt. Die Steuerungsparameter des Prothesenkniegelenks werden ganz individuell auf den Patienten, sein Aktivitäts- und Sicherheitsbedürfnis eingestellt. Da die Programmierung des C-Legs über einen Laptop mit eigens entwickelter Software erfolgt, sind alle Einstellungen reproduzierbar.
Ein neu entwickelter Modus, der „Second Mode“, ermöglicht es, in kurzer Zeit das C-Leg so einzurichten, dass der Träger der Prothese Fahrrad fahren kann. Auch ein Zusatzmodus mit dem Namen „Dauerstehen“ ist möglich, das C-Leg dient dann als „Standbein“. Mit diesem Sondermodus kann der Prothesenträger sogar Ski laufen oder Inline skaten.
Funktionsweise
Bei einem Oberschenkelamputierten muss die Prothese das Kniegelenk und die gesamte Muskulatur von Fuß und Unterschenkel ersetzen. Der Betroffene kann die Prothese aktiv lediglich über die noch vorhandene Hüft- beziehungsweise Stumpfmuskulatur dirigieren. Das C-Leg unterstützt durch ein computergesteuertes System, das die Kniefunktion der Prothese überwacht und steuert. Anhand der Sensordaten regelt der Mikroprozessor mithilfe einer Hydraulik die Kniefunktion. Dabei stellt sich das C-Leg in Echtzeit auf die aktuellen Bewegungsmuster seines Trägers ein, auch bei verschiedenen Gehgeschwindigkeiten. Die elektronische Regelung sorgt für Sicherheit. Ein Lithium-Akku versorgt das C-Leg mit Strom; die Kapazität reicht für mehr als 30 Stunden aus. Im Regelfall wird die Prothese nachts über eine Steckdose geladen.
Bei Stromausfall schaltet das C-Leg in den Sicherheits-modus um. Vorher wird der Patient über die abnehmende Akkuladung mehrmals durch Vibrationsmeldungen gewarnt. Im Sicherheitsmodus kann der C-Leg-Träger mit annähernd steifem Kniegelenk sicher laufen.
Das C-Leg ist für oberschenkelamputierte Patienten bis zu einem Körpergewicht von 100 Kilogramm geeignet. Hersteller: Otto Bock Health Care GmbH, 37115 Duderstadt. et
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