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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Premiere: Prothese, die durch Gedanken gesteuert wird |
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| | | Wiener Medizinern ist eine Europapremiere geglückt: Sie haben einem Patienten, der nach einem Starkstromunfall beide Arme verloren hatte, eine neuartige "Gedankenprothese" verschafft. Mit ihr lassen sich Arm- und Handbewegungen durchführen, einfach indem der Patient an die jeweilige Bewegung denkt. |
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Durchgeführt wurde die dafür nötige Operation im Dezember 2006 von einem Team um Manfred Frey, Leiter der Abteilung für Plastische Chirurgie am AKH in Wien. Die Prothese wurde von der Firma Otto Bock entwickelt.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Prothesen, die nur drei Bewegungen erlauben (z.B. Hand öffnen/schließen), sind es mit der Bionik-Prothese sieben. Ihre Übergänge sollen zudem fließender und natürlicher sein.
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Amputation beider Arme vor zwei Jahren |
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Bei einer Pressekonferenz in Wien stand Christian K. im Mittelpunkt: Der heute 20-jährige Automechaniker aus dem steirischen Semmeringgebiet hatte im September 2005 einen Stromunfall mit 20.000 Volt erlitten.
Beide Arme mussten amputiert werden, nach einem halben Jahr war den behandelnden Medizinern klar, dass bei ihm etwas ausprobiert werden könnte, das bisher in Europa einzigartig ist - weltweit gibt es bisher nur in Chicago vergleichbare Versuche zu "Bionik-Prothesen".
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Nicht mehr auf fremde Hilfe angewiesen
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Unter dem Blitzlichtgewitter der Fotografen präsentierte K., dass die Bionik-Prothese auf seiner linken Seite funktioniert. Dass bei der Pressekonferenz keine persönlichen Fragen zugelassen waren und seine Privatsphäre so geschützt blieb, muss man den Veranstaltern zugute halten.
K.: "Ich war durch den Unfall im Alltag immer auf fremde Hilfe angewiesen. Man kann sich kaum vorstellen, wie das ist, wieder alleine aufs WC gehen oder essen zu können."
Er ist vor kurzem wieder zu seinem alten Arbeitgeber zurückgekehrt, kann zwar nicht mehr als Mechaniker arbeiten, ist nun aber im Bereich Lager beschäftigt.
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Gute Voraussetzungen für ein "Experiment" |
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Christian K. brachte ideale Voraussetzungen mit für das "Forschungsexperiment", wie es der plastische Chirurg Frey ausdrückte: Er ist jung, sehr motiviert und verfügt über ein soziales Umfeld, das ihn bei seiner Rehabilitation stark unterstützt hat.
Und rein physiologisch: Seine Nervenverbindungen vom Großhirn, das die Armbewegungen auslöst, über das Rückenmark und die Nerven bis zu den Armmuskeln waren intakt. Obwohl die meisten der Letzteren durch den Unfall zerstört waren, gab es noch wichtige Reste.
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Denken bewegt über "fremde" Muskeln Prothese |
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Anbringung der Elektroden
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In einem ersten Schritt definierten die Mediziner verschiedene Muskeln im Brustbereich, die mit Bewegungen des verlorenen Armes korrespondieren. In einer komplexen Operation wurden die ursprünglich für den Arm zuständigen Nerven mit diesen Muskelbereichen verbunden, wo sie langsam einwuchsen.
Nach monatelangem Training kontrahiert nun der "fremde" Muskel, sobald der Patient an die Bewegung denkt - das löst auf den auf der Brust befestigten Sensoren einen Impuls aus, der wiederum die Bewegung der Prothese veranlasst.
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Viel Physiotherapie notwendig |
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Das klingt schon nicht ganz einfach und ist für den Patienten umso schwieriger: Die Brustmuskeln müssen sehr stark sein, damit sie auch starke Impulse an die Sensoren auf der Haut liefern können. Nötig dafür ist eine umfangreiche begleitende Physiotherapie.
Und: Da Nerven nur rund einen Millimeter pro Tag wachsen, hat es rund ein halbes Jahr gedauert, bis genügend Signale für die neuen Muskeln vorhanden waren.
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TV-Hinweis: Ein halbes Jahr mit dem Patienten
Die ORF-Redaktion des 3sat-Wissenschaftsmagazins "nano" hat den Patienten und das ihn betreuende Wissenschaftler-Team während des vergangenen halben Jahres begleitet. Einen Bericht dazu gab es am 13.11. auf 3sat in "nano" um 18.30 Uhr. |
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 "nano" |
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Serienreife in drei Jahren - hohe Kosten |
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| Christian K. beim Training im Labor |
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Die Kosten für das nun vorgestellte System wurden auf der Pressekonferenz nicht verraten. Sollte die Prothese aber eine gewisse Serienreife erlangen, ist laut "Otto Bock"-Geschäftsführer Hans Dietl mit einem Betrag "im oberen fünfstelligen Euro-Bereich" zu rechnen. Frühestens in drei Jahren sei damit zu rechnen.
Die Kostenträger könnten diesen Betrag einmal übernehmen, ist Dietl zuversichtlich - immerhin würde der Betreuungsaufwand von amputierten Patienten deutlicht reduziert, unterstrich er gegenüber science.ORF.at.
Weltweit schätzt er die Patientenzahl, die jährlich von der neuen Prothese Gebrauch machen könnten, auf 200.
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Auch andere Ansätze |
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In Sachen "gedankengesteuerter Prothese" gibt es verschiedene Ansätze: Neben der nun präsentierten Methode experimentiert etwa ein Gruppe um den Grazer Neuroinformatiker Gert Pfurtscheller mit Sensoren, die direkt am Gehirn angebracht sind. Mentale Vorstellungen führen dabei zu messbaren Änderungen der Hirnaktivität, die mit Hilfe von Elektroden registriert und durch ein "Brain-Computer-Interface" in Steuersignale übersetzt werden.
Diese Methode ist vor allem bei Querschnittgelähmten sinnvoll. Bei Patienten, deren Nervenwege prinzipiell noch intakt sind, wird sich die nun vorgestellte Methode aber als praktikabler erweisen, glaubt Dietl.
Um das System stabiler zu machen ist nämlich in jedem Fall die Implantierung der Elektroden unter die Haut erstrebenswert. Und dies ist aus nachvollziehbaren Argumenten im Brustbereich weniger angstbesetzt als bei einer Operation am Gehirn.
Lukas Wieselberg, science.ORF.at, 13.11.07
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Mehr zu dem Thema in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
