So weit die Beine tragen

31.08.2009 | Berlin
Wie Belastungen auf Beinprothesen wirken - Langzeittest an der TU Berlin

Mehr als 150 000 Menschen in Deutschland leben mit einer Bein-Prothese. Wie Oberschenkelamputierte in ihrem Alltag mit dem Kunstbein agieren, war bislang weitgehend unbekannt. Jetzt haben Wissenschaftler vom Innovationszentrum Technologien für Gesundheit und Ernährung (IGE) der Technischen Universität Berlin unter der Leitung von Prof. Dr. Marc Kraft und in Kooperation mit Entwicklern der Otto Bock Health Care GmbH ein Messsystem entwickelt, das es zum ersten Mal möglich macht, über einen langen Zeitraum hinweg alle Bewegungen, die der Amputierte in seinem Alltag mit der Prothese ausführt, zu erfassen und auszuwerten.

"Vor 30 Jahren wurde zum letzten Mal bei Kurzbelastungstests die Beanspruchung von Prothesen untersucht - übrigens unter anderem auch hier an der TU Berlin", sagt Dipl.-Ing. Simone Oehler, die im Rahmen ihrer Dissertation das neue Messsystem entwickelt hat. Die damaligen Testergebnisse waren Grundlage für eine Prothesennorm, die bis heute gültig ist. Mit den Daten der aktuellen Untersuchung, die Ende September abgeschlossen wird, wollen die Forscher unter anderem eine solide realistische Datengrundlage für eine Überarbeitung der Norm liefern.

15 Probanden, darunter drei Frauen, bekamen ein Jahr lang einen circa handtellergroßen Messblock in ihr künstliches Bein eingebaut. In dem quadratischen Metallgehäuse sind sogenannte Dehnungsstreifen mit Metallgittern an verschiedenen Positionen platziert. Die Metallgitter verformen sich bei unterschiedlicher Belastung verschieden stark, wobei ein messbarer elektrischer Widerstand entsteht. Diese Daten werden auf einer Speicherkarte gesammelt, die die Forscher mit geeigneter Software am Computer auswerten können.

"Üblicherweise passt ein Orthopädie-Techniker einem Oberschenkelamputierten eine Prothese an. Dann hat er erst wieder Kontakt mit ihm, wenn ein Wartungstermin ansteht", berichtet Simone Oehler. Bei dem Langzeittest war es nun erstmals möglich zu prüfen, in welchem Maße die Prothese tatsächlich belastet wird: Wie lange läuft der Proband am Tag? Wie häufig steigt er Treppen, kniet, sitzt er oder fährt Fahrrad? Wie wird die Prothese bei den verschiedenen Aktionen belastet? Um die Daten, die die Untersuchten regelmäßig auf ihren Speicherkarten bei den Wissenschaftlern ablieferten, genau zuordnen zu können, haben die Probanden mit den Messadaptern zuvor auf einem Test-Parcours alle Bewegungsmuster durchlaufen.

Um alle Daten endgültig auszuwerten, ist ein Server mit drei Terabyte Speicherkapazität eingerichtet worden. "Wir werden vier Rechner drei Wochen lang non stop beschäftigen", sagt Simone Oehler. Bislang sei etwa ein Viertel der Daten ausgewertet. "Schon jetzt können wir sagen, dass die Probanden wesentlich mehr Schritte gehen als angenommen", gibt sie ein Beispiel für erste Ergebnisse der Studie. Zehn der Testpersonen seien mit einem C-Leg versorgt, einer Prothese mit High-Tech-Kniegelenk. Diese leistungsfähige Einheit kostet etwa 20 000 Euro. "Uns interessierte auch, ob sich die Testpersonen mit C-Leg mehr oder weniger bewegen als Nichtamputierte", erläutert die Forscherin, die mit ihrer Arbeit einen direkten Beitrag zur Verbesserung der Versorgung von Patienten nach einer Beinamputation leisten will. Denn um das teure High-Tech-Bein verschrieben zu bekommen, müssen die nach einem Unfall ohnehin traumatisierten Patienten häufig lange Kämpfe mit den Kassen ausfechten.

Das Projekt wird mit einem Volumen von 500 000 Euro von der Otto Bock Health Care GmbH gefördert.

Quelle: Pressemeldung Technische Universität Berlin