DE102010006301A1 - Device for reducing phantom pain during amputate, has computing device for controlling model of amputee member based on movement of member, and feedback device for producing feedback based on computed movements of model - Google Patents

Device for reducing phantom pain during amputate, has computing device for controlling model of amputee member based on movement of member, and feedback device for producing feedback based on computed movements of model

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Abstract

The device has a sensor device (12) for detecting intended movements of an amputee member. A computing device (14) is arranged for controlling a model e.g. prosthesis (16a) or a computer-simulated three dimensional model (16b), of the amputee member based on the movement of the amputee member. Feedback devices (18a, 18b) is arranged for producing a feedback based on the computed movements of the model, where the feedback is a visual, tactile, electrical, temperature and/or acoustic feedback. The sensor device exhibits surface-electromyography-electrodes. An independent claim is also included for a method for reducing phantom pain during amputate.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reduzierung von Phantomschmerzen bei Amputierten. The invention relates to an apparatus and a method for the reduction of phantom limb pain in amputees.
  • Phantomschmerzen (”phantom limb pain” oder PLP) werden als Leiden von Amputierten zum ersten Mal im Jahr 1551 erwähnt. Phantom pain ( "phantom limb pain" or PLP) are mentioned as suffering of amputees for the first time in the year 1551st Als Phantomschmerzen werden Schmerzen bezeichnet, die scheinbar von einem amputierten Glied stammen, bzw. in diesem amputierten, dh nicht mehr vorhandenen, Glied gespürt werden. When Phantom Pain are called, which appear to come from an amputated limb, or be felt in this amputated, that is no longer present, member. Im Fall einer Amputation einer der oberen Gliedmaßen kann es beispielsweise auch Jahrzehnte nach der Amputation zu Phantomschmerzen kommen. In the case of amputation of the upper limbs for example, may come decades after the amputation phantom pain. Hierbei kann der Patient z. Here, the patient can eg. B. das Gefühl empfinden, dass seine Hand in einer unnatürlichen Position blockiert ist, ferner kann ein Juckreiz, ein Schmerz oder ein Krampf in dem amputierten Glied auftreten bzw. von dem Amputierten gefühlt werden. B. feel the feeling that his hand is blocked in an unnatural position, and also an itch, a pain or a spasm in the amputated limb can occur and be sensed by the amputee. Gemäß der American Academy of Orthotists and Prosthetists (siehe: According to the American Academy of orthotists and Prosthetists (see: ) sind 82% der Amputierten von Phantomschmerzen nach der Operation betroffen, ferner 65% nach sechs Monaten und 59% nach zwei Jahren. ) Are 82% of the amputee phantom pain affected after surgery, further 65% after six months and 59% after two years. Ferner werden schwere Phantomschmerzen bei 10 bis 25% der Amputierten nach mehreren Jahren beobachtet. Further, heavy phantom pain at 10 to 25% of the amputee be observed after several years. Das Auftreten von Phantomschmerzen ist unabhängig von Alter, Geschlecht oder dem Grad der Amputation, sofern die Amputierten älter als 8 Jahre sind. The incidence of phantom pain is independent of age, gender or degree of amputation if the amputees are older than 8 years. Ferner werden Phantomschmerzen auch bei Menschen beobachtet, die mit fehlenden Gliedmaßen zur Welt kommen. Furthermore, phantom limb pain are also observed in people who come with missing limbs to the world.
  • Eine effektive Behandlung von Phantomschmerzen ist daher von großer Wichtigkeit. Effective treatment of phantom pain is therefore of great importance.
  • Gemäß dem aktuellen Stand der Forschung, wird davon ausgegangen, dass die Hauptursache von Phantomschmerzen darin liegt, dass Bewegungsbefehle, die an das amputierte Glied gesendet werden, nicht mit dem erhaltenen sensorischen Feedback zusammenpassen. According to the current state of the research, it is assumed that the main cause of phantom limb pain is that movement commands that are sent to the amputated limb, do not match with the obtained sensory feedback. Unter dem Begriff ”sensorisches Feedback” wird ein visuelles, propriozeptives, Muskel- und/oder Haut-basiertes Feedback verstanden. The term "sensory feedback" is meant a visual, proprioceptive, muscle and / or skin-based feedback. Schon in frühester Kindheit, möglicherweise auch als Fötus, lernen gesunde Menschen Bewegungsbefehle und Gefühle, die durch diese Befehle verursacht werden, einander zuzuordnen. In her early childhood, possibly as a fetus, learn common motion commands and feelings that are caused by these commands to assign each other. Somit wird eine sensormotorische Feedbackschleife geschaffen. Thus, sensorimotor feedback loop is created. Bei einem Amputierten ist diese Feedbackschleife unterbrochen, was zu einer Reorganisation der Nerven nach der Amputation auf allen Ebenen des Nervensystems führt (kortikal, spinal und peripheral). When an amputee this feedback loop is broken, resulting in a reorganization of nervous after amputation at all levels of the nervous system (cortical, spinal and peripheral). Diese Theorie ist derzeit der vielversprechendste Ansatz zur Erklärung von Phantomschmerzen. This theory is currently the most promising approach to the explanation of phantom pain.
  • Derzeit ist keine Standardtherapie für Phantomschmerzen bekannt. Currently, no standard treatment for phantom pain is known. Es wird versucht, dieses Problem durch pharmazeutische, chirurgische, anästhetische, psychologische oder andere Mittel und Verfahren anzugehen (siehe: It is attempted to address this problem by pharmaceutical, surgical, anesthetic, psychological, or other means and procedures (see: ). ). Chirurgische Behandlungsmethoden beinhalten eine erneute Behandlung des Stumpfes oder eine Sympathektomie (da das sympathische Nervensubsystem eine Rolle bei der Entstehung von Phantomschmerzen spielt). Surgical treatment methods include re-treatment of the stump or a sympathectomy (since the sympathetic nervous subsystem plays a role in the development of phantom pain). Ferner können Verfahren zur Gehirnstimulation angewendet werden. Furthermore, the method can be used for brain stimulation.
  • Pharmazeutische oder anästhetische Verfahren beschränken sich meistens auf die Gabe von Schmerzmitteln. Pharmaceutical or anesthetic procedures are limited mostly to the administration of painkillers. Als psychologische Behandlungsmethode ist beispielsweise das kognitive Schmerzmanagement bekannt. As a psychological treatment cognitive pain management is known for example. Andere Behandlungsmethoden beinhalten elektrische Nervenstimulation, Akupunktur und Physiotherapie. Other treatment methods include electrical nerve stimulation, acupuncture and physiotherapy.
  • In der Mitte der neunziger Jahre wurden ferner Behandlungsmethoden entwickelt, die auf Bio-Feedback basieren. In the mid-nineties treatment methods also have been developed that are based on biofeedback. Hierzu gehören beispielsweise prothetisches Training, Spiegeltherapie (siehe: These include, for example, prosthetic training, mirror box (see: sowie such as ), ”Imagined movements” (siehe: ) "Imagined movements" (see: ) und ”virtual reality” (siehe: ) And "virtual reality" (see: ), ein Verfahren, das ggf. mit ”visual feature recognition” Systemen kombiniert werden kann (siehe: ), A method which can be optionally combined with "visual feature recognition" systems (see: ). ). In den zuletzt genannten Behandlungsmethoden ahmt der Patient mit dem fehlenden imaginären Glied wiederholt eine Bewegung nach, die unabhängig hiervon durch einen Ersatz für das Glied (”limb proxy”) durchgeführt wird. In the last-mentioned methods of treatment mimics the patient with the missing imaginary member repeats a movement independently thereof by a replacement for the limb ( "limb proxy") is performed. Hierbei kann es sich um eine Prothese, ein Spiegelbild oder eine virtuelle Hand handeln. This may be a prosthesis, a mirror image or a virtual hand. Die Absicht hierbei ist, bis zu einem gewissen Ausmaß die unterbrochene Feedbackschleife wiederherzustellen. The intention here is to some extent restore the interrupted feedback loop. Dies ist bisher allenfalls in optischer Hinsicht möglich. This has been possible at best from a visual perspective.
  • Nachteilig an dem genannten Stand der Technik ist, dass er in den meisten Fällen statistisch betrachtet nicht effektiv ist. A disadvantage of the cited prior art is that he considered statistically in most cases is not effective. Die meisten durchgeführten Studien waren unkontrollierte Kurzzeiterhebungen, die auf kleinen Patientengruppen basieren. Most of the studies were uncontrolled short-term surveys based on small groups of patients. Chirurgische Eingriffe werden derzeit als die effektivste Behandlungsform mit einer Erfolgsrate von 30% betrachtet. Surgical procedures are currently considered the most effective form of treatment with a success rate of 30%. Hierbei handelt es sich jedoch um invasive Eingriffe, die mit Gefahren verbunden sind und entsprechende Vorbehalte bei den Patienten verursachen. However, this is invasive procedures, which are fraught with danger and cause appropriate reservations in the patients.
  • Pharmazeutische Behandlungsmethoden sind nicht über den Placebo-Effekt hinaus wirksam. Pharmaceutical treatments are not effective on the placebo effect also. Über die transkutane Nervenstimulation wird berichtet, dass sie einen kleinen Effekt in einer Versuchsreihe bewirkt hat. About transcutaneous nerve stimulation is reported to have caused a small effect in a test series.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reduzierung von Phantomschmerzen bei Amputierten bereit zu stellen, das einfach und kostengünstig durchzuführen ist und einen verbesserten Behandlungserfolg liefert. It is an object of the present invention, an apparatus and a method for reducing phantom pain in amputees to provide, which is simple and inexpensive to carry out and provides an improved treatment success.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2 und 9. The object is achieved according to the invention by the features of claims 1, 2 and. 9
  • Eine Vorrichtung zur Reduzierung von Phantomschmerzen bei Amputierten umfasst eine Sensorvorrichtung zur Erfassung von beabsichtigten Bewegungen des amputierten Gliedes. A device for reducing phantom pain in amputees comprising a sensor device for detecting intended motion of the amputated limb. Diese Sensorvorrichtung kann am Stumpf des amputierten Gliedes oder in seiner Umgebung angebracht werden. This sensor device can be attached to the stump of the amputated limb or in its vicinity. Ferner umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Berechnungsvorrichtung zur Steuerung eines Modells des amputierten Gliedes basierend auf den durch die Sensorvorrichtung erfassten beabsichtigten Bewegungen dieses Gliedes. Furthermore, the inventive apparatus includes a calculation device for controlling a model of the amputated limb based on the detected by the sensor device intended movements of this member. Ferner ist eine Feedbackvorrichtung zum Erzeugen eines Feedbacks, basierend auf den berechneten Bewegungen des Modells des amputierten Gliedes, vorgesehen. Further, a feedback means for generating a feedback based provided on the calculated movements of the model of the amputated limb.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Reduzierung von Phantomschmerzen bei Amputierten, wobei die folgenden Schritte durchgeführt werden: Zunächst erfolgt ein Erfassen von beabsichtigten Bewegungen des amputierten Gliedes durch eine Sensorvorrichtung. The invention further relates to a method for the reduction of phantom limb pain in amputees, wherein the following steps are performed: Firstly, it will capture the intended movements of the amputated limb by a sensor device. Anschließend erfolgt ein Steuern eines Modells des amputierten Gliedes basierend auf den durch die Sensorvorrichtung erfassten beabsichtigten Bewegungen dieses Gliedes. Then controlling a model of the amputated limb is carried out based on the detected by the sensor device intended movements of this term. Schließlich wird ein Feedback, das für den Amputierten wahrnehmbar ist, basierend auf berechneten Bewegungen des Modells des amputierten Gliedes durch eine Feedbackvorrichtung erzeugt und dem Amputierten zugeführt. Finally, a feedback, which is perceptible for the amputee is generated based on the calculated movements of the model of the amputated limb by a feedback device and fed to the amputee.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ist es zumindest teilweise möglich, die sensormotorische Feedbackschleife, die bei Amputierten gestört ist, wieder herzustellen. The inventive apparatus and the inventive process it is at least partially possible to manufacture the sensorimotor feedback loop is disrupted in amputee again. Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit eine Reduzierung von Phantomschmerzen bei Amputierten erreicht werden. By using the apparatus or application of the method according to the invention thus a reduction of phantom limb pain in amputees can be achieved. Dies kann durch eine wiederholte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden. This can be achieved by repeated application of the method according to the invention. Ferner ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung in eine Prothese zu implementieren, so dass diese Prothese zur Reduzierung von Phantomschmerzen bei dem Amputierten beiträgt. Further, it is possible to implement the inventive device in a prosthesis so that this prosthesis contributes to the reduction of phantom limb pain in amputees. Eine derartige Prothese ist ebenfalls in der vorliegenden Patentanmeldung beschrieben und stellt eine unabhängige Erfindung dar. Such a prosthesis is also described in the present patent application and represents an independent invention.
  • Es ist bevorzugt, dass das Feedback sowohl beim erfindungsgemäßen Verfahren als auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein visuelles, taktiles und/oder elektrisches Feedback und/oder ein Temperaturfeedback oder ein akustisches Feedback ist. It is preferable that the feedback both in the inventive method and the inventive device is a visual, tactile and / or electrical feedback and / or a temperature feedback or audible feedback.
  • Das Modell des amputierten Gliedes kann eine Prothese, dh ein gegenständliches Modell oder ein computersimuliertes 3-D Modell sein. The model of the amputated limb can be a prosthesis, ie an objective model or a simulated 3-D computer model. Bei einem computersimulierten Modell kann beispielsweise eine gesonderte Feedbackvorrichtung vorgesehen sein, durch die ein taktiles und/oder elektrisches Feedback bereit gestellt wird. In a computer-simulated model of a separate feedback device may be provided for example, is provided by tactile and / or electrical feedback. Ein visuelles Feedback kann beispielsweise durch ein computersimuliertes Modell selbst bereit gestellt werden. Visual feedback, for example, made himself ready by a computer-simulated model. Sofern das Modell als eine Prothese ausgebildet ist, kann an der Prothese selbst eine Feedbackvorrichtung zur Erzeugung des Feedbacks angebracht sein, so dass durch diese Feedbackvorrichtung auch ein taktiles oder elektrisches Feedback erzeugt werden kann. If the model is formed as a prosthesis, even a feedback device for generating the feedback may be attached to the prosthesis, so that a tactile or electrical feedback can be generated by this feedback device. Ein visuelles Feedback ist selbstverständlich durch eine derartige an der Prothese angebrachte Feedbackvorrichtung ebenfalls möglich. Visual feedback is understood by such attached to the prosthesis feedback apparatus also possible.
  • Die im Folgenden beschriebenen Merkmale der Erfindung können sowohl bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung als auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Anwendung finden. The hereinafter described features of the invention can be applied both in the inventive device as well as the inventive process.
  • Es wird bevorzugt, dass die Sensorvorrichtung Oberflächen-Elektromyografie-Elektroden (OEMG) aufweist. It is preferred that the sensor device surface electromyography electrodes comprising (SEMG). Die Verwendung derartiger Elektroden oder Sensoren zur Erfassung von beabsichtigten Bewegungen amputierter Gliedmaßen ist aus dem Stand der Technik bekannt. The use of such electrodes or sensors for detecting movements intended amputated limbs is known from the prior art.
  • Besonders bevorzugt weist die taktile Feedbackvorrichtung eine Vibrationsvorrichtung zur Erzeugung eines vibrotaktilen Feedbacks auf. Particularly preferably, the tactile feedback device comprises a vibration device for generating a vibrotactile feedback.
  • Mittels der Sensorvorrichtung kann eine Erfassung der beabsichtigten Bewegungen des amputierten Gliedes durch Elektroneurografie, Elektroenzephalografie, gezielte Muskelreinnervation und/oder elektrodenbasierte periphere Neural Interfaces durchgeführt werden. By means of the sensor device may be a detection of the intended movements of the amputated limb by electroneurography, electroencephalography, targeted Muskelreinnervation and / or electrode-based Neural peripheral interfaces are conducted.
  • Ferner ist es möglich, auf die OEMG-Signale Machine Learning Verfahren und/oder Adaptivfilterung bzw. weitere einfache mathematische Methoden anzuwenden. It is also possible to apply to the SEMG signals machine learning methods and / or Adaptivfilterung or another simple mathematical methods.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Prothese zur Reduzierung von Phantomschmerzen bei Amputierten mit einer Sensorvorrichtung zur Erfassung von beabsichtigten Bewegungen des amputierten Gliedes. The invention further relates to a prosthesis for the reduction of phantom limb pain in amputees with a sensor device for detecting intended motion of the amputated limb. Ferner umfasst die Prothese eine Berechnungsvorrichtung zur Steuerung der Prothese basierend auf den durch die Sensorvorrichtung erfassten beabsichtigten Bewegungen des amputierten Gliedes. Further, the prosthesis comprises a computing device for controlling the prosthesis based on the detected by the sensor device intended movements of the amputated limb. Ferner umfasst die Prothese eine Feedbackvorrichtung zum Erzeugen eines visuellen, taktilen und/oder elektrischen Feedbacks und/oder eines Temperaturfeedbacks, das für den Amputierten wahrnehmbar ist, basierend auf den berechneten Bewegungen der Prothese. Further, the prosthesis includes a feedback device for generating a visual, tactile and / or electrical feedback and / or a temperature feedback, which is perceptible to the amputee, based on the calculated movement of the prosthesis.
  • Es ist bevorzugt, dass die Feedbackvorrichtung an der Prothese angebracht ist. It is preferable that the feedback device is mounted on the prosthesis. Dies kann besonders bevorzugt derart erfolgen, dass ein Kontakt zwischen der Feedbackvorrichtung mit dem Stumpf des Amputierten herstellbar ist, dh dass die Feedbackvorrichtung den Stumpf des Amputierten berührt, so dass dem Amputierten das Feedback zugeführt werden kann. This can be done particularly preferably such that a contact between the feedback device with the stump of the amputee can be produced, which means that the feedback device contacts the stump of the amputee so that the amputee, the feedback can be supplied.
  • Bei allen Ausführungsformen der Erfindung kann ein elektrisches Feedback beispielsweise durch eine elektrische Nervenstimulation stattfinden. In all embodiments of the invention, an electric feedback can take place for example by an electrical nerve stimulation.
  • Prinzipiell kann festgehalten werden, dass die Behandlung von Phantomschmerzen umso besser sein wird, je besser die sensormotorische Feedbackschleife wiederhergestellt werden kann. In principle, the treatment of phantom pain will be better, the better the sensorimotor feedback loop can be restored can be noted.
  • Es ist beispielsweise bei sämtlichen Ausführungsformen der Erfindung möglich, bei einem handamputierten Patienten fünf im Handel erhältliche OEMG-Elektroden am Unterarm bzw. am Stumpf anzubringen, um die beabsichtigte Fingerposition und die Fingerkraft während einer imaginären Greifbewegung zu erfassen. It is possible, for example, in all embodiments of the invention to teach a hand-amputee five commercially available SEMG electrodes to the forearm and the butt, in order to detect the intended finger position and the finger force during an imaginary gripping movement. Hierbei können beispielsweise mathematische Methoden verwendet werden, die in Here, mathematical methods can be used, for example, in , beschrieben sind. are described.
  • Sämtliche Ausführungsformen der Erfindung sind somit sehr einfach zu implementieren, bieten gute Erfolgsaussichten und erfordern ferner weder einen chirurgischen Eingriff noch eine medikamentenbasierte Behandlung. All embodiments of the invention are therefore very easy to implement, offer good prospects of success and also require neither surgery nor a drug-based treatment. Ferner sind keine besonderen psychischen Hindernisse zu überwinden. Nor have any particular mental obstacles to overcome. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr leicht transportiert werden. Furthermore, the inventive device can be easily transported. Beispielsweise ist es möglich, einen einfachen PC oder Laptop als Berechnungsvorrichtung zu verwenden, da die erfindungsgemäße Vorrichtung keine hohen Hardware-Anforderungen stellt. For example, it is possible to use a simple PC or laptop as a calculating device, since the device according to the invention does not have high hardware requirements.
  • Es ist somit zum ersten Mal möglich, einen Ersatz für ein amputiertes Glied durch die verbliebenen Muskeln eines Patienten zu steuern und diesen Ansatz (”limb proxy”) zur Erzeugung oder Wiederherstellung einer sensormotorischen Feedbackschleife zu verwenden, so dass eine Reduzierung von Phantomschmerzen erreicht werden kann. It is thus possible for the first time to control a replacement for an amputated limb by the remaining muscles of a patient, and this approach ( "limb proxy") to be used for the production or restoration of sensorimotor feedback loop, so that a reduction of phantom pain can be achieved , Durch die Erfindung ist es möglich, die Feedbackschleife in einem größerem Ausmaß wiederherzustellen, als es im Stand der Technik möglich war. Through the invention, it is possible to restore the feedback loop in a greater extent than was possible in the prior art.
  • Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Prothese oder eines künstlichen Körpergliedes, beispielsweise einer künstlichen Hand, zur Erzeugung eines Feedbacks, das für den Amputierten wahrnehmbar ist. The invention further relates to the use of a prosthesis or an artificial limb, for example an artificial hand, for generating a feedback, which is perceptible to the amputee. Dieses Feedback basiert auf Bewegungen der Prothese oder des künstlichen Gliedes, wobei die beabsichtigten Bewegungen vorher durch eine Sensorvorrichtung, die beispielsweise am Stumpf eines Amputierten angebracht ist, erfasst wurden. This feedback is based on movements of the prosthesis or of the artificial limb, the intended movements have been previously detected by a sensor device, which is attached for example to the stump of an amputee. Bei dem Feedback kann es sich um ein visuelles, taktiles und/oder elektrisches Feedback und/oder ein Temperaturfeedback handeln. The feedback can be a visual, tactile and / or electrical feedback and / or a temperature feedback.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand einer Figur erläutert. In the following preferred embodiments of the invention will be explained with reference to a figure.
  • Die Figur zeigt zwei verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. The figure shows two different embodiments of a device according to the invention.
  • Zum einen wird eine Prothese oder mechanisches Modell Firstly, a prosthesis or mechanical model 16a 16a einer Hand verwendet, um die beabsichtigten Bewegungen des amputierten Gliedes auszuführen. one source used to execute the intended movements of the amputated limb. Am Arm oder Stumpf des Amputierten ist eine Sensorvorrichtung On the arm or stump of the amputee is a sensor device 12 12 zur Erfassung der beabsichtigten Bewegungen des amputierten Gliedes angebracht. mounted to capture the intended movements of the amputated limb. Ferner wird eine Berechnungsvorrichtung Further, a calculating device 14 14 zur Steuerung des Modells to control the model 16a 16a des amputierten Gliedes, basierend auf den durch die Sensorvorrichtung of the amputated limb, based on the by the sensor device 12 12 erfassten beabsichtigten Bewegungen dieses Gliedes, verwendet. captured intended movements of this term used.
  • Alternativ oder zusätzlich zu der mechanischen Hand Alternatively, or in addition to the mechanical hand 16a 16a kann auch eine computergenerierte Simulation can also be a computer-generated simulation 16b 16b des amputierten Gliedes verwendet werden. be used of the amputated limb. Diese kann ebenfalls durch die Berechnungsvorrichtung This may be effected by the calculating device 14 14 generiert werden und auf einem Display are generated and displayed on a display 20 20 angezeigt werden. are displayed. Das Display the display 20 20 kann hierbei gleichzeitig als eine optische oder visuelle Feedbackvorrichtung can hereby at the same time as an optical or visual feedback device 18a 18a dienen. serve.
  • Ferner können unmittelbar am Stumpf oder am Arm des Amputierten weitere Feedbackvorrichtungen Further, directly on the stump or on the arm of the amputee more feedback devices 18b 18b angebracht sein, die beispielsweise ein taktiles und/oder ein elektrisches Feedback und/oder ein Temperaturfeedback erzeugen. be appropriate to produce, for example, a tactile and / or an electrical feedback and / or temperature feedback. Zwischen der Sensorvorrichtung Between the sensor device 12 12 und der Berechnungsvorrichtung and the computing device 14 14 können vorzugsweise elektronische Komponenten can preferably electronic components 22 22 zur Verstärkung oder Filterung von Signalen vorgesehen sein. be provided for amplifying or filtering signals.
  • Als Sensorvorrichtung können beispielsweise fünf im Handel erhältliche OEMG-Elektroden verwendet werden, die insgesamt ca. 750 Eur kosten. The sensor device five commercially available SEMG electrodes can be used, for example, which cost a total of about 750 Eur. Das gesamte System (Elektroden und Software) könnte hierbei sehr einfach zur Wohnung eines Patienten für Test- oder Behandlungszwecke transportiert werden. The entire system (electrodes and software) could be transported here very easily to the apartment of a patient for testing or treatment purposes. Wie bereits dargestellt, kann als Berechnungsvorrichtung ein bereits vorhandener einfacher Computer verwendet werden. As already mentioned, an existing simple computer can be used as a calculator. Bei dem Gesamtsystem kann daher von Gesamtkosten in Höhe von weniger als 1.600 Eur ausgegangen werden. In the overall system can therefore be assumed that the total cost of less than 1,600 Eur.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer Vielzahl von biomedizinischen Szenarien angewendet werden, insbesondere in der roboterunterstützen Rehabilitation von Phantomschmerzen, aber auch nach Schlaganfällen, bei ALS-Patienten oder bei anderen Muskelschwächekrankheiten und ferner nach Verletzungen. The inventive device and the inventive method can be applied in a variety of biomedical scenarios, particularly in robot-assisted rehabilitation of phantom pain but also after a stroke, in ALS patients or other diseases muscle weakness and further after injury.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA is not liable for any errors or omissions.
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Claims (9)

  1. Vorrichtung zur Reduzierung von Phantomschmerzen bei Amputierten, mit – einer Sensorvorrichtung ( Apparatus for reducing phantom pain in amputees, comprising - a sensor device ( 12 12 ) zur Erfassung von beabsichtigten Bewegungen des amputierten Gliedes, – einer Berechnungsvorrichtung ( (A calculating device -) for the acquisition of the intended movements of the amputated limb, 14 14 ) zur Steuerung eines Models ( ) (For the control of a model 16a 16a , . 16b 16b ) des amputierten Gliedes basierend auf den durch die Sensorvorrichtung ( ) Of the amputated limb based on (by the sensor device 12 12 ) erfassten beabsichtigten Bewegungen dieses Gliedes und – einer Feedbackvorrichtung ( ) Captured intended movements of this term and - a feedback device ( 18a 18a , . 18b 18b ) zum Erzeugen eines Feedbacks, das für den amputierten wahrnehmbar ist, basierend auf den berechneten Bewegungen des Models ( ) For generating a feedback that is imperceptible to the amputated based (on the calculated movements of Models 16a 16a , . 16b 16b ) des amputierten Gliedes. ) Of the amputated limb.
  2. Verfahren zur Reduzierung von Phantomschmerzen bei Amputierten, mit den Schritten: – Erfassen von beabsichtigten Bewegungen des amputierten Gliedes durch eine Sensorvorrichtung ( A method for reducing phantom pain in amputees, comprising the steps of: - detecting of the intended movements of the amputated limb by a sensor device ( 12 12 ), – Steuern eines Models ( ), - controlling an Models ( 16a 16a , . 16b 16b ) des amputierten Gliedes basierend auf den durch die Sensorvorrichtung ( ) Of the amputated limb based on (by the sensor device 12 12 ) erfassten beabsichtigten Bewegungen dieses Gliedes und – Erzeugen eines Feedbacks basierend auf den berechneten Bewegungen des Models ( ) Captured intended movements of this term and - generating a feedback based (on the calculated movements of Models 16a 16a , . 16b 16b ) des amputierten Gliedes durch eine Feedbackvorrichtung ( ) Of the amputated limb (by a feedback device 18a 18a , . 18b 18b ). ).
  3. Vorrichtung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Feedback ein visuelles, taktiles und/oder elektrisches Feedback und/oder ein Temperaturfeedback und/oder akustisches Feedback ist. A device or method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the feedback is a visual, tactile and / or electrical feedback and / or a temperature feedback and / or audible feedback.
  4. Vorrichtung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Model ( A device or method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the model ( 16a 16a , . 16b 16b ) des amputierten Gliedes eine Prothese ( ) Of the amputated limb to a prosthesis ( 16a 16a ) oder ein computersimuliertes 3-D Modell ( ) Or a computer simulated 3-D model ( 16b 16b ) ist. ) Is.
  5. Vorrichtung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung ( A device or method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor device ( 12 12 ) Oberflächen-Elektromyografie-Elektroden aufweist. has) surface electromyography electrodes.
  6. Vorrichtung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die taktile Feedbackvorrichtung ( A device or method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the tactile feedback device ( 18b 18b ) eine Vibrationsvorrichtung zur Erzeugung eines vibrotaktilen Feedbacks aufweist. ) Has a vibration device for generating a vibrotactile feedback.
  7. Vorrichtung oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sensorvorrichtung ( A device or method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that (by means of the sensor device 12 12 ) eine Erfassung der beabsichtigten Bewegungen des amputierten Gliedes durch Elektroneurografie, Elektroenzephalografie, gezielte Muskelreinnervation und/oder elektrodenbasierte periphere Neural Interfaces durchgeführt wird. ) Detecting the intended movements of the amputated limb by electroneurography, electroencephalography, targeted Muskelreinnervation and / or electrode-based Neural peripheral interfaces is performed.
  8. Verfahren gemäß den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass Machine Learning Verfahren und/oder eine Adaptivfilterung auf die OEMG Signale angewendet werden. Process according to claims 2 and 5, characterized in that the machine learning method and / or a Adaptivfilterung be applied to the SEMG signals.
  9. Verwendung einer Prothese oder eines künstlichen Körpergliedes ( Use of a prosthesis or an artificial limb ( 16a 16a ) zum Erzeugen eines Feedbacks, das für einen Amputierten wahrnehmbar ist, wobei das Feedback auf den Bewegungen der Prothese oder des künstlichen Gliedes basiert und die von dem Amputierten beabsichtigten Bewegungen vorher durch eine Sensorvorrichtung erfasst wurden. ) For generating a feedback, which is perceptible to an amputee, wherein the feedback is based on the movements of the prosthesis or of the artificial limb and the intended movements of the amputee were previously detected by a sensor device.
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