Hand-Exoskelett für Tetraplegiker

Wissenschaftler der Universität Tübingen haben ein hirngesteuertes Hand-Exoskelett entwickelt, mit dem die gelähmte Hand im Alltag wieder einsetztbar wird. Hochgelähmte Tetraplegiker mit Schulter- und Ellbogenfunktion können damit z. B. selbständig essen oder Zähne putzen.

Bild 28078918 Copyright Linda-Bucklin, 2013 Mit Genehmigung von Shutterstock.com

Einem internationalen Wissenschaftlerteam unter Führung der Universität Tübingen ist es gelungen, mit technischen Mitteln die Handfunktion Querschnittgelähmter im Alltag fast vollständig wiederherzustellen: Mit Hilfe eines hirngesteuerten Hand-Exoskeletts, also einer Art tragbaren Roboters, konnten sechs Probanden ihre gelähmte Hand in Alltagssituationen einsetzen. Sie waren zum Beispiel in der Lage, selbstständig in einem Restaurant zu essen und zu trinken. Das von den Forschern entwickelte System übersetzt Hirnströme sowie Augenbewegungen des Probanden in Steuersignale und überträgt diese an das Exoskelett, das die gelähmte Hand bewegt.

„Dieser neue Ansatz wird die Lebensqualität Querschnittgelähmter und Schlaganfallüberlebender in naher Zukunft deutlich verbessern“, erklärt Surjo Soekadar Leiter der Arbeitsgruppe Angewandte Neurotechnologie an der Universität Tübingen. 40 Prozent der Querschnittgelähmten können seinen Angaben zufolge noch Schulter und Ellbogen bewegen – für sie sei der Handroboter gedacht.

Anders als bei sogenannten invasiven Systemen, bei denen Mikroelektroden ins Gehirn implantiert werden, wird Patienten hier eine Operation erspart. Neuartige Polyamid-Elektroden leiten die Hirnströme direkt an der Kopfoberfläche ab und werden mit einem Kontrollmechanismus kombiniert. So konnten die Studienteilnehmer das Hand-Exoskelett mehrere Stunden zuverlässig steuern. Das System kann ohne großen Aufwand im Alltag eingesetzt werden: Die tragbaren kabellosen Systemkomponenten sind in den Rollstuhl der Querschnittgelähmten integriert und werden über einen kleinen Tablet-Computer gesteuert.

 Alltagstauglich?

„Als nächstes planen wir die Entwicklung intelligenter, kontext-sensitiver und kosmetisch völlig unauffälliger Systeme“, erläutert Soekadar. „Diese sollen sich problemlos in den Alltag der Anwender integrieren lassen und auch ohne Hilfe Dritter angelegt werden können.“ Neben dem unmittelbaren Nutzen im Alltag kann das hirngesteuerte Hand-Exoskelett bei regelmäßiger Anwendung auch den Erholungsprozess nach Rückenmarksverletzungen oder Schlaganfällen unterstützen und damit helfen, die Bewegungsfähigkeit der gelähmten Hand wiederherzustellen. Mit solchen neuroplastischen Effekten könnten auch die Behandlungsoptionen für neuropsychiatrische Erkrankungen wie Depressionen oder kognitive Störungen wirkungsvoll erweitert werden. Um solche Effekte nachzuweisen, sind jedoch weitere, großangelegte klinische Studien erforderlich.

Das Tübinger Team hat für die Entwicklung mit dem The BioRobotics Institute aus dem italienischen Sant’Anna und dem spanischen Institut Guttmann in Badalona zusammengearbeitet. Die Studie wurde in der ersten Ausgabe des Fachmagazins „Science Robotics“ vorgestellt.

Kosten

Noch ist die Tübinger Exoskeletthand nicht für den Endverbraucher verfügbar, und ob und wann es soweit sein wird, steht nicht fest, da ein potenzieller Hersteller noch nicht gefunden ist. Der Preis für das System würde sich laut Einschätzung der Verantwortlichen auf ca. 5.000 bis 11.000 Euro belaufen.

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An der Verbesserung der Greiffunktion von Tetraplegikern arbeiten auch andere Einrichtungen. Die Universität Heidelberg hat eine Greifneuroprothese entwickelt, die im Beitrag Der Schlüssel (-griff) zu mehr Lebensqualität beschrieben wird.

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