Die myoelektrische Steuerung ist eine fortschrittliche Technologie, die es ermöglicht, Prothesen und orthopädische Hilfsmittel durch die elektrischen Aktivitäten der verbliebenen Muskulatur zu kontrollieren. Diese Methode bietet Amputierten und Personen mit motorischen Einschränkungen die Möglichkeit, verlorene Funktionen durch intuitive Bewegungssteuerung wiederzuerlangen.
Funktionsweise der Myoelektrik
Bei der myoelektrischen Steuerung werden elektrische Spannungen genutzt, die durch biochemische Prozesse in den Muskelzellen entstehen. Diese Spannungen, die im Mikrovoltbereich liegen, können mittels empfindlicher Elektroden auf der Hautoberfläche gemessen werden. Die erfassten Signale werden verstärkt und in Steuersignale für die Motoren der Prothese umgewandelt. Dabei wird die Proportionalität zwischen Muskelkraft und dem erfassten Elektromyogramm (EMG) ausgenutzt. Je stärker die Muskelkontraktion, desto höher die elektrische Aktivität, was zu einer entsprechenden Bewegung der Prothese führt.
Anwendung in Prothesen
Myoelektrische Prothesen sind batteriebetriebene Hilfsmittel, die durch die Muskelaktivität des Stumpfes gesteuert werden. Durch das An- und Entspannen der verbliebenen Muskeln entstehen elektrische Signale, die von Elektroden erfasst und in Bewegungen der Prothese umgesetzt werden. Dies ermöglicht Funktionen wie:
- Öffnen und Schließen der Hand: Durch gezielte Muskelkontraktionen kann der Anwender die Prothesenhand steuern, um Gegenstände zu greifen oder loszulassen.
- Drehbewegungen des Handgelenks: Einige Prothesen erlauben die Rotation des Handgelenks, was durch spezifische Muskelaktivitäten initiiert wird.
- Beugen und Strecken des Ellenbogens: Bei Oberarmprothesen kann die Ellenbogenbewegung durch entsprechende Muskelkontraktionen kontrolliert werden.
Die Effektivität der myoelektrischen Prothese hängt von der Fähigkeit des Anwenders ab, unterschiedliche Muskelgruppen gezielt und unabhängig voneinander anzuspannen. Zudem beeinflussen die Anzahl der verfügbaren Steuersignale und die sequentielle Ansteuerung die Funktionalität.
Vorteile der myoelektrischen Steuerung
Die myoelektrische Steuerung bietet mehrere Vorteile gegenüber traditionellen Prothesen:
- Natürliche Bewegungsabläufe: Durch die Nutzung körpereigener Signale können Bewegungen flüssiger und intuitiver ausgeführt werden.
- Erhöhte Funktionalität: Myoelektrische Prothesen ermöglichen komplexe Bewegungen und erhöhen die Unabhängigkeit des Anwenders.
- Ästhetik und Komfort: Diese Prothesen sind oft leichter und bieten ein natürlicheres Erscheinungsbild.
Herausforderungen und aktuelle Entwicklungen
Trotz der Fortschritte gibt es Herausforderungen bei der myoelektrischen Steuerung:
- Signalstabilität: Die Qualität der EMG-Signale kann durch Schweiß, Hautbeschaffenheit oder Elektrodenposition beeinträchtigt werden.
- Lernkurve: Anwender müssen oft ein intensives Training absolvieren, um die Prothese effektiv zu nutzen.
- Kosten: Myoelektrische Prothesen sind in der Regel teurer als mechanische Alternativen.
Aktuelle Entwicklungen zielen darauf ab, die Steuerung weiter zu verbessern. Beispielsweise ermöglicht die “Myo Plus”-Steuerung eine Mustererkennung, bei der individuelle Bewegungsmuster des Anwenders erlernt und interpretiert werden. Dies führt zu einer noch natürlicheren und intuitiveren Steuerung der Prothese.
Die myoelektrische Steuerung repräsentiert einen bedeutenden Fortschritt in der Prothetik und bietet Betroffenen die Möglichkeit, verlorene Funktionen auf natürliche Weise wiederzuerlangen. Mit kontinuierlichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wird erwartet, dass zukünftige Prothesen noch leistungsfähiger und benutzerfreundlicher werden.