Die empfindliche Prothese sorgt dafür, dass sich der Mann in seiner fehlenden Hand heiß und kalt fühlt

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Fabrizio Fidati testet die temperaturempfindliche Armprothese

EPFL-Caillet

Ein Mann, dessen rechter Arm unterhalb des Ellenbogens amputiert wurde, konnte mithilfe einer modifizierten Armprothese mit Wärmesensoren Hitze und Kälte in seiner fehlenden Hand spüren.


Nach einer Amputation können manche Menschen immer noch Berührungs- und Schmerzempfindungen in ihrem fehlenden Arm oder Bein, einem sogenannten Phantomglied, wahrnehmen. Manchmal können diese Empfindungen durch Nervenenden in der verbliebenen oberen Extremität ausgelöst werden.

Die Prothese funktioniert, indem sie der Haut am Oberarm an bestimmten Stellen Wärme oder Kälte zuführt, die ein thermisches Gefühl in der Phantomhand auslöst.

„In einer früheren Studie haben wir gezeigt, dass diese Flecken bei der Mehrzahl der von uns behandelten Amputiertenpatienten vorhanden sind“, sagt er Solaiman Shokur an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne.

Zunächst kartierten Shokur und seine Kollegen die Stellen am Oberarm des Studienteilnehmers Fabrizio Fidati, die in verschiedenen Teilen seiner Phantomhand Empfindungen auslösen. Dann passten sie seine vorhandene Handprothese und seinen Schaft mit Sensoren und Geräten an, die heiß oder kalt gemacht werden können, sogenannten Thermoden.

Tests zeigten, dass Fidati heiße, kalte oder Umgebungstemperatur aufweisende Flaschen mit 100-prozentiger Genauigkeit identifizieren konnte, indem er sie mit seiner modifizierten Prothese berührte. Als der Wärmesensor in der Prothese ausgeschaltet wurde, sank seine Genauigkeit auf ein Drittel.

Die Prothese ermöglichte es Fidati auch, mit verbundenen Augen Glas, Kupfer und Kunststoff durch Berührung mit einer Genauigkeit von knapp über zwei Dritteln zu unterscheiden – genau wie seine unverletzte linke Hand.

In einer kürzlich veröffentlichten separaten Studie zeigten Shokur und seine Kollegen, dass Menschen mit einer Amputation eine temperaturempfindliche Prothese verwenden kann erkennen, ob Gegenstände nass oder trocken sind.

„Wir konnten Amputierten ein Gefühl von Nässe vermitteln und … sie konnten unterschiedliche Feuchtigkeitsniveaus genauso gut erkennen wie mit ihren intakten Händen“, sagt Shokur.

Omid Kavehei Forscher an der Universität Sydney (Australien) sagen, dass die Forschung eines Tages über die Prothetik hinaus Anwendungsmöglichkeiten haben könnte, beispielsweise indem sie Robotern eine größere Bandbreite an körperlichen Empfindungen verleihen.

„Es ist eine phänomenal wichtige Arbeit“, sagt er. Er weist jedoch darauf hin, dass es sich hierbei nicht um eine klinische Studie handelte, und fragt sich, wie gut die Technologie in der realen Welt funktionieren wird, wo es große extreme warme und kühle Wetterbedingungen gibt.

„Ich würde gerne sehen, wie dieses Gerät an einem heißen und feuchten Ort wie Singapur funktioniert“, sagt Kavehei.

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