Zuvor aber musste das Wissenschaftlerteam vom Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg noch eine Hürde überwinden. Jeder Sensor, jedes technische System macht winzige Fehler und weicht damit im Laufe der Zeit vom Ideal, vom Sollwert ab, so wie die Armbanduhr nach Wochen Minuten nachgeht. Summiert sich solch ein Fehler auf, wird es brenzlig.
Bei der Armbanduhr ist das weniger problematisch. Man stellt sie einfach neu. Ein Lagesensor, der nach 50 Schritten erheblich von der korrekten Position abweicht, aber wird zur Gefahr, denn er lässt den Patienten stolpern. Die Elektroingenieure haben ihre Software deshalb so getunt, dass sie sich permanent selbst eicht. Damit summiert sich der Fehler nicht auf.
Positionssensor hat Streichholzschachtelgröße
Für die breite Anwendung im Alltag von Schlaganfallpatienten ist der Positionssensor allerdings noch zu teuer und zu groß – obwohl er gerade einmal so viel Platz braucht wie eine Streichholzschachtel. Zudem spielt das Ensemble aus Sensor, Stimulator und Regelung bislang nur mit einer aufwendigen Verkabelung zusammen, die sich im Alltag als ziemlich lästig erweisen kann. Schöner wäre es ohne Drähte.
Thomas Schauer und seine Mitarbeiter arbeiten deshalb seit einiger Zeit an einem anderen, ungewöhnlichen Lagesensortyp – einem Bioimpedanz-Sensor. Der misst den elektrischen Widerstand zwischen mehreren Punkten am Unterschenkel. Das Faszinierende: Mit der Bewegung des Beins, vor allem der Dehnung der Haut und der Streckung der Muskeln, verändert sich der elektrische Widerstand – die Bioimpedanz. Und damit könnte ein Regelungssystem letztlich auch auf die Stellung des Fußes rückschließen und den Fußheber passgenau aktivieren.
Das Ziel: Strümpfe mit eingearbeiteter Elektronik
Noch steht Schauer mit der Bioimpedanz-Messung am Anfang – aber das Verfahren erscheint vielversprechend, gerade weil es mit wenig Aufwand funktioniert. Ganz ohne Kabel kommt die Bioimpedanz-Messung derzeit aber auch noch nicht aus, denn auch die Elektroden am Unterschenkel brauchen Kontakt zur Steuerelektronik.
Doch auch dafür hat Schauer eine Lösung: Patienten sollen sich dereinst Strümpfe mit eingearbeiteten Elektroden und Kontakten überstreifen – die Elektronik des Sensors, mit dem die Forscher bislang die Position des Fußes bestimmen, dürfte sich dagegen kaum in einen Strumpf stricken lassen.
Tim Schröder / MaxPlanckForschung
Stand: 29.07.2011
