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Mit Motion Capture zur perfekten Bewegung: Masterarbeit zur Beinprothetik
Ein helles Labor, Kameras und Sensoren, die jeden Schritt aufzeichnen – und mittendrin Christoph Hochwart, Masterstudent der Medizintechnik an der OTH Amberg-Weiden. Vor ihm läuft Moritz Marburger über ein Laufband. An seinem Bein: eine der modernsten Prothesen Europas, ausgestattet mit Mikrochipsteuerung, App-Anbindung und Funktionen, die sonst nur wenige andere Prothesen ermöglichen.
Für seine Masterarbeit wollte Hochwart wissen, wie nah diese Hightech-Prothese an die Funktion eines gesunden Beins herankommt. „Wir wollten messen, ob und wie sich die Bewegungsabläufe unterscheiden – nicht nur im Vergleich zu Moritz’ gesunder Seite, sondern auch zu Menschen mit zwei gesunden Beinen und damit mögliches Verbesserungspotential der Prothese diskutieren“, erklärt der Masterand. Das Ergebnis überraschte selbst ihn: „Das Verhältnis zwischen linkem und rechtem Bein war sogar gleichmäßiger als bei den meisten Menschen ohne Amputation.“ Es gab zwar Abweichungen, aber vor allem das Kniegelenk habe sehr gute Werte aufgewiesen.
Ein starkes Netzwerk im Rücken
Möglich wurde das Projekt durch die enge Zusammenarbeit zwischen der OTH Amberg-Weiden und dem Praxispartner Urban & Kemmler. Bei dem Sanitätshaus für Reha- und Orthopädietechnik war Hochwart schon während des Studiums als Werkstudent tätig. Das Unternehmen stellte den Kontakt zu Marburger her und unterstützte die Umsetzung. „Ich wollte helfen“, erzählt der 28-Jährige, der sein Bein bei einem Arbeitsunfall verlor. „Und ich fand es unglaublich spannend, meine Bewegungsabläufe so präzise analysieren zu lassen.“
Auch die Ausstattung der Hochschule spielte eine Schlüsselrolle. „Der Prothesenhersteller hat zwar auch eine KI zur Hilfsmittelanalyse entwickelt, aber Motion Capture ist zuverlässiger und ermöglicht eine umfassendere Untersuchung“, so Hochwart. Die Technik im Zentrum für Leistungsdiagnostik und Sportmedizin (ZLS) bot die perfekte Basis für die Tests.
Millimeterarbeit im Labor
Die größte Herausforderung: die idealen Messpunkte an der Prothese zu bestimmen. Für ein natürliches Bein gibt es Erfahrungswerte – bei einer Prothese dagegen braucht es Fingerspitzengefühl. Mit Unterstützung der Laboringenieure und seines Praxispartners tüftelte Hochwart aus, wo an dem künstlichen Bein er am besten die kleinen reflektierenden Marker anbringt. Er justiert immer wieder die Position, prüft die Ergebnisse. Schließlich erscheinen auf dem Bildschirm die Bewegungen des Probanden in Echtzeit, die anschließend als Bewegungsdiagramme ausgegeben werden, jede Linie ein präziser Datensatz.
„Das ist schon Wahnsinn, was hier möglich ist“, sagt Marburger, als er die Aufnahmen sieht. „Ich habe den Anspruch, perfekt zu laufen – und hier sehe ich zum ersten Mal genau, wie nah ich dran bin.“
Ein Projekt mit Wirkung
Für Marburger brachte das Projekt aber nicht nur spannende Einblicke, sondern auch praktische Bestätigung: „Zu sehen, dass meine Bewegungsabläufe fast identisch sind, war für mich eine Bestätigung, dass ich mit dieser Prothese genau richtig liege. Sie erlaubt mir auch nach der Beinamputation, weiterhin ein aktives Leben zu führen.“ Die neueste Version kombiniert ein intelligentes Kniegelenk mit einer speziellen Beinprothese – eine in Europa einzigartige Lösung, die noch flüssigere Bewegungen ermöglicht.
Auch für Hochwart war dieses Projekt eine wertvolle Erfahrung: „Was mich an der Prothetik fasziniert, ist, dass jede Lösung individuell ist. Es ist ein tolles Gefühl, Menschen so ein Stück Lebensqualität zurückgeben zu können.“ Mit der Bestnote 1,0 im Gepäck will er in diesem Bereich weiterarbeiten. Sein Studium war dafür ein erster wichtiger Grundstein.
