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Medizin

Berührungs­empfindliche Armprothesen erhöhen Geschicklichkeit

Freitag, 10. Oktober 2014

Der schwedische Patient greift einen Ball

Göteborg/Cleveland – Bioingenieure aus den USA und Schweden haben neuartige Armprothesen entwickelt, die die Patienten durch eine Berührungsempfindlichkeit zu einer bessern Motorik im Alltag verhelfen. Die Videos zu den beiden Studien in Science Translational Medicine (2014; 6: 257ra138 und 257re6) weisen auf einen deutlichen Gewinn an Lebensqualität hin.

Welche Funktionen die menschliche Hand hat, wird Patienten, denen der Unterarm amputiert wurde, auf schmerzliche Weise bewusst. Einfache Tätigkeiten, die zuvor selbstverständlich waren, müssen sie jetzt mit einem Arm durchführen. Die meisten derzeit angebotenen Prothesen sind keine große Hilfe.

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Sie sind, auch wenn sie mit kleinen Motoren ausgestattet sind, meistens nicht zur Feinmotorik in der Lage. Vor allem aber fehlt ihnen die Rückmeldung über das sensible Nervensystem. Erst damit gelingt es den Patienten, ein Glas aus dem Schrank zu nehmen oder ein rohes Ei anzufassen, ohne es zu zerdrücken.

Die Prothesen, die Dustin Tyler und Mitarbeiter der Case Western Reserve University, Cleveland, für zwei oberarmamputierte Patienten entwickelt haben, können Signale aus mehr als einem Dutzend Regionen der Prothese empfangen und über Elektroden, die den Patienten in den Stumpf implantiert wurden, weiterleiten.

Phantomschmerzen verschwinden
Ein zwischengeschalteter Rechner analysiert die Dauer und die Intensität der Berührung und setzt sie in differenzierte Signale um, an denen die Patienten nach einiger Zeit erkennen können, ob sie ein Sandpapier oder einen glatten Stoff berühren. Einem Patienten vermittelte die Prothese nicht nur ein gewisses „Fingerspitzengefühl“, sie täuschte ihn auch darüber hinweg, dass der Arm nicht vorhanden war: Die Phantom­schmerzen, die als Folge dieses Verlustes im Gehirn entstehen, verschwanden.

Die Rückmeldung über die Beschaffenheit des Gegenstandes verbessert auch die Feinmotorik der Patienten. Einer konnte eine Kirsche zwischen zwei Finger nehmen und den Stengel entfernen, ohne die Kirsche dabei zu zerdrücken.

Hohe Wendigkeit lässt komplizierte Fahrmanöver zu
Auch dem schwedischen Patienten, den ein Team um Max Ortiz-Catalan von der Tech­nischen Hochschule Chalmers in Göteborg mit einer Prothese versorgt hat, macht es in einem Video sichtbar Freude, seine Fähigkeiten vorzuführen. Es gelingt ihm (wenn auch nicht auf Anhieb) ein Glas aus dem Schrank zu holen und ein rohes Ei zu halten. Auch beim Fangen greift er manchmal zum richtigen Zeitpunkt zu.

Vor allem aber überzeugt die Wendigkeit, mit der er seine Prothese im Raum bewegt. Von Beruf ist er LKW-Fahrer, und die neue Prothese hilft ihm, komplizierte Fahrmanöver zu bewältigen. Im Haushalt kann er Eier in den Kühlschrank packen oder die Schlittschuhe seiner Kinder schnüren.

Fest mit dem Oberarmknochen verbunden
Die Prothese der schwedischen Forscher verfügt ebenfalls über eine gewisse Berührungsempfindlichkeit. Ihre eigentliche Stärke ist jedoch die „Osteointegration“. Die Prothese ist – vergleichbar mit einem Dentalimplantat – im Oberarmknochen fest mit dem Knochen verbunden. Dies verbessert die Fixierung der Prothese am Oberarm und vergrößert allein dadurch die Mobilität.

Über Elektroden auf den Stumpfmuskeln kann der Patient die Prothese zielgerichtet steuern. Zusammen mit den Rückmeldungen über sensible Elektroden gewinnt die Prothese ein hohes Maß an Flexibilität, die auf dem vorgeführten Video überzeugt.

Auch die Editorialisten Dario Farina von der Universität Göttingen und Oskar Aszmann von der Medizinischen Universität Wien sind von der Leistungsfähigkeit der Neuroprothesen angetan. Es seien aber noch weitere Studien notwendig, bevor die Prothesen den Weg in die Regelversorgung schaffen.

© rme/aerzteblatt.de

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