Evaluierung eines multimodalen taktilen Feedbacksystems für Nutzer mit Oberarmverlust: Verkörperung und Leistung (THE_FBHAND)

Ziel dieser Studie ist es, die Wirkung der Integration taktiler Feedback-Systeme in eine robotische Oberarmprothese zu bewerten. Diese Systeme liefern Druckreize (durch kleine Silikonkammern, die sich aufblasen), Vibrationsreize (durch kleine kreisförmige Aktoren) oder eine Kombination aus beidem an den Arm, um das Gefühl des Besitzes und der Kontrolle über die künstliche Hand zu verbessern. Auf diese Weise erhält der Nutzer sensorisches Feedback, wenn die Roboterhand ein Objekt berührt, greift und hält, was die Prothesennutzung im Alltag natürlicher, intuitiver und funktionaler machen könnte. Dies soll das Gefühl der körperlichen Integration der Prothese verbessern, insbesondere durch die Stärkung der Wahrnehmung des Besitzes der bionischen Gliedmaße und des Kontrollgefühls darüber, wodurch die Fähigkeit zur Ausführung täglicher Aktivitäten mit der Prothese verbessert wird.

Darüber hinaus zielt die Studie darauf ab, zu untersuchen, ob die gleichzeitige Abgabe mehrerer Reize den Nutzer verwirren oder Unbehagen bereiten könnte oder ob sie vom empfindlichen System gut integriert werden und die Erfahrung der taktilen Empfindung verbessern.

Dies ist eine Pilotstudie mit offenem Label, was bedeutet, dass sowohl die Forscher als auch die Teilnehmer die verschiedenen Phasen der Studie kennen werden. Die Studienpopulation umfasst Personen mit einseitigem transradialem Oberarmverlust, entweder erworben oder angeboren. Die geplante Stichprobengröße beträgt 9 Teilnehmer, die die Ein- und Ausschlusskriterien erfüllen und eine schriftliche Einwilligungserklärung zur Teilnahme an der Studie abgeben.

Die Studie besteht aus zwei Phasen. Phase 1: Rubber-Hand-Illusion-Experiment In dieser Phase werden die Feedback-Geräte namens WISH (Druckempfindung durch Aufblasen von Silikonkammern), VIBES (Vibrationsempfindung) und PUSE (beide Geräte zusammen angebracht und aktiviert, um beide Empfindungen entweder synchron oder mit minimaler Verzögerung zu liefern) auf dem Stumpf platziert und mit elastischen Klettverschlüssen gesichert. Eine Roboterhand, die vom Teilnehmer über elektromyografische Sensoren gesteuert wird, wird auf einem Tisch vor dem Teilnehmer positioniert. Der Teilnehmer sieht die Roboterhand sich bewegen, während er sensorisches Feedback erhält, das mit ihren Bewegungen synchronisiert ist. Verschiedene Stimulationsbedingungen (nur Druck, nur Vibration und kombiniertes Feedback) werden getestet. Am Ende jeder Bedingung wird ein Fragebogen ausgefüllt, um die Wahrnehmung von Besitz und Handlungsfähigkeit zu bewerten.

Phase 2: Nutzung der Oberarmprothese In der zweiten Phase werden die Aktoren in die Hülse einer SoftHand-Roboterprothese, einer myoelektrischen Oberarmprothese, integriert. Die Teilnehmer werden gebeten, die Prothese zu tragen und Aufgaben unter jeder der in Phase 1 getesteten Feedback-Bedingungen auszuführen. Nach einer etwa 10-minütigen Einführungsphase mit freier Nutzung werden die Teilnehmer gebeten, Aufgaben zur Objekt- und Oberflächenerkennung sowie Aktivitäten des täglichen Lebens durchzuführen, die zeitlich gestoppt werden. Die Ergebnisse der verschiedenen Bedingungen werden verglichen, um die Feedback-Konfiguration zu identifizieren, die mit der besten Leistung verbunden ist, definiert als weniger Fehler und kürzere Ausführungszeit. Am Ende jeder Bedingung wird ein Fragebogen ausgefüllt, um die Benutzerfreundlichkeit und Verträglichkeit der Prothese zu bewerten.