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Medizinelektronik Ein neues Leben mit der Michelangelo-Hand

Autor / Redakteur: Stefan Roschi / Gerd Kucera

Das Zusammenspiel von Nerven, Sehnen und Muskeln macht die Hand zu einem Präzisionsinstrument. Ein Meilenstein auf dem Weg zur perfekten Nachbildung ist die Michelangelo-Hand mit Mikromotoren.

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Die Michelangelo-Handprothese ist vom Wiener Unternehmen Ottobock entwickelt worden und besitzt sieben Greifbewegungen, die der Nutzer durch Kontraktion seiner Stumpfmuskulatur ausführen kann.
Die Michelangelo-Handprothese ist vom Wiener Unternehmen Ottobock entwickelt worden und besitzt sieben Greifbewegungen, die der Nutzer durch Kontraktion seiner Stumpfmuskulatur ausführen kann.
(Bild: Ottobock)

Wer seine Hand durch ein tragisches Ereignis verliert, hat im Alltag zu kämpfen. Nichts ist wie zuvor und selbst kleine Dinge scheinen plötzlich unmöglich. Doch mit der Hightech-Prothese Michelangelo-Hand erhalten betroffene Personen ein grosses Stück Lebensqualität zurück. Und bürstenlose DC-Motoren von maxon spielen dabei eine wichtige Rolle.

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Die menschliche Hand ist ein Meisterstück der Natur und hat uns zu dem gemacht, was wir heute sind. Mit ihr setzen wir kleinste Uhrwerke zusammen, werfen Bälle durch die Luft oder verständigen uns miteinander, wenn die Sprachbarrieren zu hoch sind. Umso schwerer haben es Personen, die eine Hand etwa durch einen Unfall verlieren. Genau das ist Patrick Mayrhofer widerfahren. Seine Hände wurden bei einem Arbeitsunfall so stark verletzt, dass er sich kurz darauf für die Amputation seines linken Armes entschied.

Aber trotz dieses Schicksalsschlages hat sich der junge Mann nicht aus der Bahn werfen lassen. „Ich bin ein zielstrebiger Typ und wenn ich mir etwas in den Kopf setze, schaffe ich es auch.“ Eine Sonderbehandlung will er nicht. Und die hat er auch nicht nötig. Denn dank seiner neuen Handprothese meistert er praktisch jede Alltagssituation ohne Probleme.

Seine Prothese mit dem Namen Michelangelo-Hand ist vom Unternehmen Ottobock in Wien entwickelt worden. Sie verfügt über sieben Greifbewegungen, die der Nutzer durch Kontraktion seiner Stumpfmuskulatur ausführen kann. Somit wird zuvor Unmögliches plötzlich möglich: einen Teller auf der Handfläche balancieren, ein Ei aus der Verpackung nehmen, die Speisekarte halten und sogar eine Banane schälen. Oder wie es Martin Wehrle, ein weiterer Michelangelo-Anwender, sagt: „Bei vielen Bewegungen greife ich den Gegenstand einfach, ohne groß darüber nachzudenken.“

Um der menschlichen Hand möglichst nahe zu kommen, mussten die Ingenieure bei Ottobock viele Jahre tüfteln und die ganze Elektronik und Mechanik in der Prothese miniaturisieren. Dadurch ist sie gerade einmal 520 Gramm schwer und angenehm zu tragen.

Die Prothese wirkt nicht nur optisch natürlich, sondern fühlt sich auch so an – beispielsweise beim Händeschütteln. Dies dank des künstlichen Handgelenks, welches gedämpft beweglich ist. Für die Antriebe der Greifmechanik werden ein bürstenloser Motor des Typs EC 10 und eine angepasste Version des EC 45 verwendet.

Der erste Motor treibt den Daumen- und der zweite den Hauptantrieb mit Zeige- und Mittelfinger an. Ringfinger und kleiner Finger bewegen sich passiv. Der EC-Motor am Daumen mit seiner eisenlosen Wicklung ist zudem mit einer Schneckenwelle ausgestattet, die Maxon Motor speziell an die Wünsche von Ottobock angepasst hat.

Miniaturisierte Antriebe mit hoher Leistungsdichte

Der Schweizer Hersteller der Motoren, Maxon Motor, steht Ottobock seit Beginn der Entwicklung von Michelangelo mit Speziallösungen zur Seite. Die verwendeten Antriebssysteme müssen dabei vor allem eine hohe Leistungsdichte und einen ruhigen Lauf aufweisen sowie hohen axialen Wellenbelastungen widerstehen.

Alle diese Anforderungen erfüllen die bürstenlosen DC-Motoren von Maxon. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch eine lange Lebensdauer aus.

Sensoren sorgen für ein sicheres Zugreifen

Wichtig bei der Michelangelo-Prothese ist auch die Schnittstelle zum menschlichen Körper. Ottobock verwendet hier Elektroden, welche die elektrischen Impulse der Stumpfmuskulatur messen und an einen Prozessor weiterleiten.

Das Axon-Bus-System für den Datentransfer ist äußerst schnell, sicher und gewährleistet eine einfache und intuitive Handhabung der Prothese durch die Nutzer. Je stärker diese ihre Muskeln anspannen, desto kräftiger und schneller greift die Hand zu.

Gleichzeitig misst ein Sensor im Daumen die Kraft beim Zudrücken. Somit kann die Griffkraft präzise gesteuert werden, falls ein Gegenstand runterzufallen droht.

Die Michelangelo-Hand ermöglicht es vielen Anwendern, wieder in das gewohnte Berufsleben einzusteigen. Gerade Personen, die mitten im Leben stehen, eine eigene Familie haben und arbeiten möchten, profitieren von den vielseitigen Einsatzmöglichkeiten der Prothese.

Hans Dietl, Geschäftsführer von Ottobock, sagt: „Wir wollen den Menschen ein Höchstmaß an Mobilität und Unabhängigkeit ermöglichen. Daran arbeiten wir täglich und werden das auch künftig tun.“

Stefan Roschi ist Redakteur im Bereich Marketing bei Maxon Motor im schweizerischen Sachseln.

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