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In der funktionellen Rehabilitation werden Neuroprothesen eingesetzt, um verloren gegangene motorische, sensorische oder vegetative Funktionen wiederherzustellen. Die notwendige Kopplung zwischen technischen Systemen und dem Nervensystem erfordert Schnittstellen, die unterschiedliche Anforderungen zur Ableitung sensorischer oder motorischer Signale sowie zur Stimulation von absteigenden (Efferenzen) bzw. aufsteigenden Nervenbahnen (Afferenzen) erfüllen müssen. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich hauptsächlich auf Problemstellungen der funktionellen Wiederherstellung der oberen Extremitäten und gliedert sich in drei Teile: Zum einen gibt sie einen Überblick über den Stand der Technik für Neuroprothesen, bei denen bisher nur einfache Steuerungen mit beschränkter Griff-Funktionalität sowohl bei künstlichen Unterarmprothesen als auch bei einer Funktionellen Elektrostimulation dominieren. Zweitens zeigt sie exemplarisch anhand eigener tierexperimenteller Daten Möglichkeiten und Grenzen der Erfassung und intelligenten Auswertung afferenter, sensorischer Signale nach mechanischer Stimulation der Haut auf. Drittens diskutiert sie Perspektiven am Beispiel der Funktionswiederherstellung der oberen Extremität, insbesondere der Greiffunktion. Zur Verbesserung der Funktionalität werden Konzepte zur Regelung und zum Einsatz natürlicher, adäquater Signale für die Rückkopplung zum Patienten vorgeschlagen.

at - automatisierungstechnik

Regelungs- und Steuerungskonzepte für Neuroprothesen am Beispiel der oberen Extremitäten (Closed- and Open-Loop Control Concepts for Neuroprostheses of Upper Extremities)