Arten von Prothesenarmen für die oberen Extremitäten - Aether Biomedical

Bevor die Prothesenverordnung für eine Person mit einer Amputation der oberen Extremität erstellt wird, muss der/die Prothetiker/in den Zustand der verbliebenen Gliedmaße des Patienten sorgfältig beurteilen und untersuchen – in Bezug auf verschiedene anatomische und physiologische Merkmale sowie diverse weitere sensorische und motorische Untersuchungen. Nach der Beurteilung wird der/die Prothetiker/in mit dem Patienten und dem Rehabilitationsteam die große Bandbreite verfügbarer Optionen und Arten von Prothesenkomponenten besprechen und anschließend die für seine/ihre Bedürfnisse am besten geeignete Verordnung festlegen.

Die verschiedenen Prothesenkomponenten, die in einer Armprothese im Allgemeinen verwendet werden, umfassen in der Regel einen Schaft zur Verankerung der Prothese an der Gliedmaße, ein Aufhängungssystem zur Fixierung der Gliedmaße, ein Endgerät (eine Hand oder ein Haken), das die Aktivitäten ausführt, sowie verschiedene Prothesengelenke wie Handgelenke, Ellenbogen und Schultern, die dem Nutzer unterschiedliche Bewegungen ermöglichen.

Prothesen der oberen Extremität unterscheiden sich in ihrer Funktionsweise und auch in ihren Kontrollmechanismen. Abhängig von den Bedürfnissen des Patienten kann ein/e Prothetiker/in eine aktive oder passive Armprothese verordnen. Ebenso hat jeder Nutzer die Wahl, entweder die eigene Körperkraft zur Steuerung der Armprothese zu verwenden oder externe Energiequellen zur Steuerung der Armprothese zu nutzen.

Passive Armprothesen

Eine passive Armprothese bietet, wie der Name schon sagt, keine Bewegungen. Diese passiven Prothesen ahmen die Struktur von Arm, Hand und/oder Fingern nach und werden aus kosmetischen Gründen verordnet. Ihr Schwerpunkt liegt eher auf dem ästhetischen Erscheinungsbild des Körpers als auf der Funktionalität. Diese Armprothesen bieten Amputierten eine leichte Lösung zur Stabilisierung von Gegenständen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung eines normalen Körperbildes. Gelegentlich werden die Prothesen bei Bedarf mit Gelenken ausgestattet, die einen unterschiedlichen Bewegungsumfang bieten, um die Körpergelenke in bestimmten Winkeln zu positionieren. Passive Armprothesen sind häufig mit spezialisierten Vorrichtungen anstelle der Prothesenhand ausgestattet, etwa mit einem Prothesenhaken, der für bestimmte Tätigkeiten genutzt wird. Passive Prothesen sind entweder als statische oder als verstellbare Vorrichtungen erhältlich. Statische Armprothesen sind feststehend und bewegen sich überhaupt nicht, wohingegen verstellbare Armprothesen aus einem einstellbaren Greifmechanismus bestehen oder Komponenten aufweisen, die mithilfe der gesunden Seite oder durch Drücken gegen andere Gegenstände auf unterschiedliche Winkel eingestellt werden können. 

Aktive Armprothesen

Aktive Armprothesen ermöglichen es dem Amputierten, verschiedene Bewegungen und Funktionen der oberen Extremität „aktiv“ auszuführen. Aktive Armprothesen werden durch externe Energiequellen angetrieben oder nutzen die eigenen Muskeln und Gelenke des Patienten, um die Prothese zu steuern und zu bewegen. Diese komplexen Geräte bieten Patienten maximale Funktionalität und Leistung. Sie ermöglichen den Patienten, das Öffnen/Schließen sowie die Bewegung verschiedener Prothesenkomponenten, wie z. B. der Prothesenhand, zu steuern.

Aktive Prothesen unterscheiden sich je nach zugrunde liegenden Kontrollmechanismen, z. B. als körperkraftbetriebene Armprothese, extern angetriebene Armprothese oder hybrides Prothesensystem.

Patienten benötigen mitunter auch ausschließlich individuell angefertigte Armprothesen, die es ihnen ermöglichen, eine bestimmte Aufgabe oder ein Hobby auszuführen, also aktivitätsspezifische Prothesen.

Körperkraftbetriebene Armprothesen

Bei körperkraftbetriebenen Armprothesen werden die Prothesenkomponenten durch die eigenen Körperbewegungen und -kräfte des Nutzers gesteuert. Die Kraft, die zur Steuerung und Bewegung der Komponenten erforderlich ist, wird mechanisch von den verbliebenen Muskeln des Nutzers über ein Gurtkabel übertragen, das an der jeweiligen Zielkomponente der Prothese befestigt ist. Bei Amputierten mit hohem Amputationsniveau (z. B. Schulterexartikulationen), bei denen ein großer Teil der Gliedmaße fehlt, wird diese erforderliche Muskelkraft von der Gegenseite übertragen. Körperkraftbetriebene Prothesen bieten dem Nutzer eine gute taktile Rückmeldung über die Umgebung und funktionieren häufig wie eine verlängerte Gliedmaße. Solche Prothesen sind einfacher zu verwenden, langlebiger, erfordern weniger Wartung und sind oft kosteneffizienter. Die angemessene Kraft und Stärke, die für eine komfortable Bedienung der Armprothese erforderlich sind, hängen jedoch von einer Reihe patientenspezifischer Faktoren ab, darunter Kraft, Haltung und die verfügbare Beweglichkeit in den anatomischen Gelenken. Der wesentliche Nachteil der Verwendung einer körperkraftbetriebenen Prothese besteht darin, dass sie durch das eng anliegende Kabel- und Gurtsystem Unbehagen verursacht und die Bewegung des Patienten einschränkt.

Extern angetriebene Armprothesen

Extern angetriebene Armprothesen nutzen externe Energiequellen, um die Prothesenkomponenten zu steuern und zu bewegen. Diese Prothesensysteme ermöglichen dem Patienten aktive Bewegungen, ohne die verbliebenen Muskelkräfte des Patienten zu nutzen. Extern angetriebene Prothesen verwenden häufig Sensoren und andere Eingabemittel, um elektrische Signale aus den verbliebenen Muskeln aufzunehmen. Diese Systeme bestehen aus Batterien, Elektroden, Motoren, Schaltern und vielen weiteren elektronischen Komponenten, die den Prothesenpfad vervollständigen. Die bioelektrischen Signale werden dann verstärkt, verarbeitet und so umgewandelt, dass sie zur Steuerung der Armprothese genutzt werden können. Da diese Armprothesen durch externe Quellen angetrieben werden, ist ihre Greifkraft häufig größer als die körperkraftbetriebener Komponenten. Ein wesentliches Merkmal jeder extern angetriebenen Armprothese ist, dass sie eine Art künstlicher unwillkürlicher Kontrolle (einen Reflex) bietet, bei der das Prothesensystem die Armprothese steuert, obwohl der Nutzer sich der getroffenen Entscheidungen nicht bewusst ist. Extern angetriebene Prothesen benötigen in der Regel keine zusätzlichen Gurte und umfassenden Kabelsysteme, um die Prothese in Position zu halten; daher sind sie weniger einschränkend und ermöglichen den Nutzern mehr Bewegungsfreiheit. Außerdem kann das System mit begrenzter Kraft und Stärke aktiv bedient werden.

Hybride Armprothesen

Hybride Armprothesen sind eine Kombination aus körperkraftbetriebenen Prothesenkomponenten und extern angetriebenen Komponenten. Diese Armprothesen gleichen Gewicht und Kosten der Prothese aus und haben häufig bessere prothetische Ergebnisse gezeigt. Prothetiker/innen bevorzugen häufig die Verordnung hybrider Armprothesensysteme für Amputierte mit umfangreichem Gliedmaßenverlust, also einem hohen Amputationsniveau, da solche Amputierten mehrere bewegliche Prothesenkomponenten benötigen, um ihre täglichen Aufgaben mit der Armprothese auszuführen. Zu den Vorteilen hybrider Armprothesen gehören die einfache Bedienung, ein geringeres Gewicht im Vergleich zu einer vollelektronischen Armprothese bei gleichzeitig höheren Greifkräften im Vergleich zu körperkraftbetriebenen Armprothesen. Hybride Armprothesen ermöglichen dem Nutzer außerdem die gleichzeitige Steuerung des Ellenbogens sowie der Prothesenhand (und des Handgelenks).

Aktivitätsspezifische Armprothesen

Aktivitätsspezifische Armprothesen sind speziell entwickelte Prothesen, die von Amputierten für verschiedene Freizeit- oder berufliche Tätigkeiten genutzt werden, wie z. B. Gartenarbeit, Sport, Angeln, schwere manuelle Arbeit oder Schwimmen. Solche Prothesen werden in der Regel jenen Amputierten verordnet, die eine bestimmte Tätigkeit ausführen möchten, bei der jedoch das Risiko einer Schädigung der verbliebenen Gliedmaße besteht, oder jenen Amputierten, deren Prothesen für die Ausübung dieser speziellen Tätigkeit nicht geeignet sind. Hybride Prothesen bestehen aus einer speziell entwickelten Schaftschnittstelle, einem Aufhängungssystem und einem Endgerät, das für die gewünschte Aktivität am besten geeignet ist, zum Beispiel einem Endgerät mit der Möglichkeit, Gartengeräte zu befestigen, oder einem Endgerät, das dem Amputierten die Verwendung einer Angelschnur ermöglicht.  Hybride Prothesen können je nach den Bedürfnissen des Nutzers passiv oder aktiv sein.

Welche Art von Prothesensystem für einen bestimmten Patienten am besten geeignet ist, hängt immer von einer großen Zahl unterschiedlicher Faktoren ab und muss stets nach einer gründlichen Beurteilung und im Konsens zwischen dem Nutzer, dem/der Prothetiker/in und anderen Mitgliedern des Rehabilitationsteams entschieden werden.