Jan 11, 2021
VarioKnie - laborbasierte Testphase
Das Projekt VarioKnie strebt ein neuartiges exoprothetisches Kniegelenk an, das die Vorteile heutiger Lösungen kombiniert und Nachteile der bestehenden Lösungen umgeht. Auf dem Markt befindliche Systeme basieren auf exklusiv monozentrischen oder polyzentrischen Kinematiken, d. h. der Prothesenfuß vollführt während der Schwungphase eine ideale Kreisbahn oder eine unsymmetrische Bahnkurve bzgl. des Kniegelenks. Eine Monozentrik bietet eine hohe Sicherheit für den Anwender, bedingt jedoch den Nachteil, dass während der Schwungphase der benötigte Abstand zwischen Kniegelenk und Boden größer wird, sodass der Anwender zum Anheben seiner Hüfte angehalten ist. Neben einer erhöhten Stolpergefahr sind ein erhöhter Energiebedarf sowie eine unnatürliche Haltung und Belastung von Nachteil. Diese Nachteile weist eine Polyzentrik nicht auf, da sich der Abstand in der Schwungphase zwischen Kniegelenk und Fußspitze verkürzt. Nachteilig ist dagegen eine geringere Standsicherheit außerhalb der Streckphase.
Das VarioKnie stellt ein neuartiges Prothesenkniegelenk dar und ermöglicht über eine Schalteinheit einen Wechsel zwischen einer Monozentrik und Polyzentrik. Es ermöglicht situationsabhängig und auf Anwenderwunsch die Nutzung einer der Kinematiken, die diametrale Vorteile bieten. Eine schaltbare Kinematik ist ein absolutes Novum auf dem Gebiet der exoprothetischen Kniegelenke. Beide Kinematiken werden von einem mikroprozessorgesteuerten Hydraulikzylinder während der Stand- und Schwungphase kontrolliert, sodass vielfältige Funktionen über eine Software implementiert werden können. Ein elektromechanisches System erlaubt eine einfache Steuerung der Schalteinheit per Bewegungsroutine oder per App.
Das Konsortium des BMBF-geförderten Forschungsvorhabens besteht aus 3 Unternehmen sowie 3 Forschungseinrichtungen. Die Stiftungsprofessur für Baumaschinen der TU Dresden bringt dabei sein methodisches Wissen zur konstruktiven Entwicklung, zu Kinematiken und zu Hydrauliksystemen sowie zu numerischen Berechnungsmethoden hinsichtlich der Festigkeit (Leichtbau) und des Systemverhaltens ein.
Derzeitig befindet sich das Projekt VarioKnie in der laborbasierten Testphase mit Amputierten und zwei Prototypen, um ein intuitives Systemverhalten zu entwickeln. Dabei stellt die Testphase einen iterativen Prozess dar, sodass Optimierungen an der Konstruktion, dem Dämpfungssystem und der Software vorgenommen werden können.
FKZ: 13GW0197E