Bionische und myoelektrische Handprothesen: Arten, Steuerung und Alltag

Was eine Handprothese bionisch macht

Eine offizielle Definition von bionisch gibt es nicht. Im Alltag bezeichnet der Begriff eine Handprothese, die von Motoren angetrieben und über körpereigene Signale gesteuert wird, meist über Muskelaktivität. Damit grenzt sie sich von passiven Prothesen ab, die vor allem dem Aussehen dienen, und von Zugprothesen, die über Seilzüge und eine Schulterbandage bewegt werden.

Die Forschung hinter modernen bionischen Händen überschneidet sich stark mit der Robotik. Mechanik, Motoren, Sensoren und Steuerungsideen sind dieselben, und manche Prothesen übernehmen das weiche, anpassungsfähige Greifen, das die Seite über weiche und unteraktuierte Roboterhände erklärt.

Die wichtigsten Arten von Handprothesen

So funktioniert die myoelektrische Steuerung

Zieht sich ein Muskel zusammen, entstehen kleine elektrische Signale, die sich auf der Haut messen lassen. Eine myoelektrische Prothese hat Elektroden im Schaft, die über geeigneten Muskeln des Stumpfs sitzen. Die Steuerelektronik übersetzt diese Signale in Befehle für die Motoren.

• Zwei-Kanal-Steuerung. Am verbreitetsten sind zwei Muskeln, etwa einer zum Öffnen und einer zum Schließen. Die Stärke des Signals kann Geschwindigkeit oder Griffkraft bestimmen.
• Umschalten zwischen Griffarten. Bei mehrgliedrigen Händen wählt man die Griffart oft mit einer kurzen Ko-Kontraktion, einem Doppelimpuls, einer App oder indem man den Daumen in eine andere Stellung drückt.
• Mustererkennung. Mehrere Elektroden erfassen das gesamte Muskelmuster, und eine Software lernt, welches Muster zu welcher Bewegung gehört. Das kann sich intuitiver anfühlen, braucht aber Kalibrierung und Training.

Weil sich nur wenige Signale zuverlässig erzeugen lassen, setzen viele Hände auf eingebaute Automatik, zum Beispiel Finger, die bei Widerstand stoppen und sich anpassen. Diese Idee ist eng mit den Hand-Synergien beim menschlichen Greifen verwandt.

Operationen und Versorgungsmöglichkeiten

Für manche Betroffene können chirurgische Eingriffe Steuerung oder Tragekomfort verbessern. In der Fachliteratur werden etwa die gezielte Muskelreinnervation (Targeted Muscle Reinnervation, TMR) beschrieben, bei der Nerven, die früher die Hand versorgten, zu anderen Muskeln umgeleitet werden und so zusätzliche Steuersignale liefern, sowie die Osseointegration, bei der die Prothese direkt am Knochen verankert wird statt in einem Schaft. Diese Möglichkeiten passen nicht für alle und werden von spezialisierten Teams entschieden.

Der Schaft bleibt einer der wichtigsten Teile jeder Prothese. Ein bequemer, gut angepasster Schaft, der die Elektroden zuverlässig an der Haut hält, ist für den Alltag oft wichtiger als die Zahl der Motoren in der Hand.

Alltag mit einer bionischen Hand

Nutzerinnen, Nutzer und Fachleute nennen immer wieder dieselben praktischen Punkte:

• Gewicht und Ermüdung. Eine schwere Hand am Ende des Arms fühlt sich über einen ganzen Tag schwerer an als bei einer kurzen Anprobe.
• Training. Eine zuverlässige Steuerung zu lernen dauert Wochen, meist mit ergotherapeutischer Begleitung.
• Robustheit. Wasser, Staub und Stöße können die Elektronik beschädigen. Fragen Sie nach Schutzklasse, Garantie und Reparaturzeiten.
• Rückmeldung. Ohne Tastsinn schaut man beim Greifen auf die Hand. Die Forschung zur Tastrückmeldung, beschrieben auf der Seite über Haptik und Tastsinn, soll das künftig ändern.
• Akku. Laden gehört zum Tagesablauf, ähnlich wie beim Smartphone.

Fragen für das Gespräch mit dem Versorgungsteam

1. Welche Tätigkeiten sind mir zu Hause, im Beruf und in der Freizeit am wichtigsten?
2. Welche Prothesenarten kommen für meine Amputationshöhe und meinen Stumpf in Frage?
3. Kann ich eine Prothese vor der endgültigen Entscheidung ausprobieren?
4. Wie schwer ist die komplette Prothese mit Schaft und Akku?
5. Wie lange dauert das Training, und wer begleitet es?
6. Was passiert, wenn die Prothese repariert werden muss, und gibt es in der Zeit Ersatz?
7. Welche Kosten übernimmt mein Kostenträger, und welche Unterlagen braucht er?

Zusammenfassung

Bionische Hände verbinden Motoren und Elektronik mit den körpereigenen Muskelsignalen. Sie eröffnen neue Möglichkeiten, sind aber nicht automatisch für alle die beste Wahl. Die passende Prothese hängt vom Menschen, vom Stumpf und von den Aufgaben im Alltag ab. Wie bionische Hände mit Roboterhänden und der Wissenschaft des Greifens zusammenhängen, zeigt die Übersicht zu Roboterhänden und Tastsinn.