Einfache Digitalisierung von Prothesenschäften mit dem sendance-grid

Das sendance-grid ist ein Netz aus bis zu 256 Sensorpunkten mit je 5mm Durchmesser, die mit dehnbaren Leitungen verbunden sind. Das Netz ist in Silikon eingegossen und durchgehend 1 mm dick. Durch die Dehnbarkeit der Verbindungsleitungen passt sich das Sensornetz beliebigen Oberflächenkonturen an und kann dauerhaft zwischen Schaft und Amputationsstumpf verbleiben. Bei zweiteiligen Schaftsystemen kann das sendance-grid sowohl in den weichen Innenschaft als auch den harten Außenschaft integriert werden. Das sendance-grid selbst wird durch einfaches Aufkleben in den Schaft eingelegt.
An einer Stelle des Schafts wird eine Sammelleitung über den oberen Rand oder durch eine Durchführung auf die Außenseite gelegt, wo sich eine batteriebetriebene Ausleseelektronik (gesamte Gehäusegröße ca. 50 x 30 x 15 mm³) befindet. Ein integriertes Bluetooth-Modul verbindet diese drahtlos mit einem Endgerät wie PC, Tablet oder Smartphone. Daten können direkt im Live-Modus angezeigt oder über bis zu vier Wochen im alltäglichen Einsatz aufgezeichnet werden.
Aktuell stehen resistive Drucksensoren für die Erfassung der Normalkraft am Sensorpunkt (Kraft, die senkrecht auf die Stumpfoberfläche wirkt) zur Verfügung. Auf diese Weise kann die Stumpfkompression in einem Bereich von 0.5 bis 80 N/cm² sowohl bei der unbelasteten Prothese (statische Kompression) als auch bei der belasteten Prothese im Stehen und beim Gehen (dynamische Kompression) erfasst und dreidimensional visualisiert werden. Die Erweiterung der Sensorpunkte mit Scherkraft-, kapazitiven Feuchtigkeits- und Temperatursensoren befindet sich aktuell in Entwicklung.
Das räumliche und zeitliche Belastungsprofil kann auf diese Weise bestimmt und im Zusammenhang mit Weichteildeckung, Vernarbungen und Neuromen beurteilt werden, wo bei vielen Betroffenen mit der Zeit schmerzempfindliche Druckstellen entstehen. Das sendance-grid ist explizit für einen dauerhaften Verbleib im Prothesenschaft konzipiert, so dass die Belastung auch während der alltäglichen Nutzung aufgezeichnet und analysiert werden kann.
Bei digitaler Fertigung des Prothesenschafts, zum Beispiel mit 3D-Druck, können die gemessenen Daten in einem digitalen räumlichen Modell angezeigt und direkt mit der Anatomie des Amputationsstumpfs korreliert werden. Mit Hilfe eines speziellen Softwarepakets der Firma wako3d ist das digitale Design des Schafts mit einem Minimum an Aufwand möglich. Nachdem ein Scan des Stumpfs angefertigt wurde, erfolgt die Anpassung des Schaftmodells und die Platzierung der Sensoren weitestgehend automatisch. Durch Auswertung gesammelter Datensätze kann die automatische Anpassung und das grundlegende Design der Schäfte kontinuierlich verbessert werden.
Sämtliche Sensordaten werden in der Softwareanwendung sendance-cloud angezeigt und verwaltet. In Entwicklung befindet sich auch eine OnBoard-Auswertung, die automatisch Warnungen oder Empfehlungen auf Mobilgeräte von PatientInnen oder Pflegenden absetzen kann.