Technik hilft heilen

Artikel vom 28. August 2015 

Die ExoHand von Festo ist eine aktive Handorthese

Ob Zerrung, Bänderriss oder Knochenbruch – viele Verletzungen müssen stabilisiert werden, damit sie heilen können. Dabei hilft zum Beispiel der altbekannte Gipsverband. Er zählt wie auch Bandagen und Schienen zu den Orthesen. Diese medizinischen Hilfsmittel dienen der Ruhigstellung von Gliedmaßen, aber auch der Mobilisierung oder Korrektur, indem sie bei gewünschten Bewegungen unterstützen oder schädliche Bewegungen nicht zulassen.

Stabilisierung und Mobilisierung

Im Gegensatz zu Prothesen, die eine fehlende Körperstruktur ersetzen, unterstützen Orthesen die Funktion eines Körperteils. Sie werden an verschiedenen Körperteilen wie Rücken, Arm, Bein, Fuß und Hand angewendet. Neben stützenden gibt es auch mobilisierende Orthesen, beispielsweise wenn nach einem Eingriff oder Schlaganfall eine Bewegung neu erlernt werden muss. Diese sogenannten Exoskelette können wie Anzüge übergezogen werden.

Potenziale für die Rehabilitation von Schlaganfallpatienten

Die Forschung zu Exoskeletten, die Schlaganfallpatienten bei der Rehabilitation helfen könnten, steckt noch in den Kinderschuhen. Festo entwickelte 2012 im Rahmen des Bionic Learning Networks als Future Concept die ExoHand, eine aktive Handorthese. Sie wird wie ein Handschuh angezogen. Acht pneumatische Antriebe steuern die einzelnen Finger der Orthese an. Patienten mit Lähmungserscheinungen kann so geholfen werden, die Hand wieder selbstständig zu bewegen. Die Exohand existiert bisher nur als Prototyp.

ExoHand

Force-Feedback zur gefahrlosen Fernmanipulation

Das Besondere an der ExoHand ist die Möglichkeit, Kräfte als Force-Feedback aus einem anderen Umfeld als haptisches Formgefühl auf die eigene Hand zu übertragen. Dadurch lässt sich der menschliche Tastsinn auch über große Distanzen nutzen. Der Bediener kann Formen und Widerstände oder Krafteinflüsse fühlen. Setzt man die ExoHand zur Fernmanipulation einer Roboterhand im industriellen Umfeld ein, können Tätigkeiten in gefährlichen oder gesundheitsgefährdenden Umgebungen aus großer Entfernung ausgeführt werden. Als Force-Feedback-System kann die Hand den Handlungsspielraum des Menschen deutlich erweitern.

Weitere Exoskelette

Andere Unternehmen stellen Exoskelette bereits für die medizinische Therapie zur Verfügung. Das System ReWalk der israelischen Firma ReWalk Robotics wird an den Beinen getragen. Dieses Exoskelett erkennt Gewichtsverlagerungen als Wunsch des Trägers, zu gehen. Motoren an Hüfte und Knie bewegen dann die Gliedmaßen. Durch eine regelmäßige Anwendung werden Trainingseffekte erzielt.

Noch einen Schritt weiter geht HAL (Hybrid Assistive Limb) des japanischen Herstellers Cyberdyne. HAL ist eine aktive Orthese für die unteren Gliedmaßen. Das Exoskelett kann Nervenreize messen und erkennt so den Wunsch des Trägers, sich zu bewegen. Das Gehirn erhält Feedback, dass der Träger läuft. So lernt es schrittweise, die zum Laufen nötigen Signale auszusenden. Dies hilft körperlich eingeschränkten Personen dabei, das selbstständige Gehen wieder zu erlernen.

Anwendung in der industriellen Fertigung

Außer in der medizinischen Therapie bieten aktive Orthesen bzw. Exoskelette weitere Einsatzmöglichkeiten, beispielsweise als Kraftverstärkung bei Montagetätigkeiten in der Produktion. Sie wirken hier kraftunterstützend, um Ermüdungserscheinungen vorzubeugen, die gerade bei stetig wiederkehrenden Tätigkeiten auftreten. So helfen sie Mitarbeitern, länger ohne dauerhafte körperliche Schäden im Arbeitsprozess zu bleiben. Ein Beispiel ist der „Chairless Chair“ des Schweizer Unternehmens noonee. Dieser ergonomische „Stuhl zum Anschnallen“ wird an der Körperrückseite getragen und entlastet die Beine während der körperlich anspruchsvollen Montagetätigkeiten, beispielsweise in der Automobilindustrie.