Bionic, Protese, EEG, EKG

Moin, ich hätte da mal ein Problem...
Eine Bekannte von mir kann aufgrund eines Körperlichen defizites ihre Hände leider
nicht mehr bewegen. Nun ist meine Idee ihr ein Stück Lebensqualität zurück zu geben indem ich ihr eine Bionische Hand (3 Finger) als Protese Baue. Die Protese soll am Unterarm befestigt werden und über das Handgelenk verlaufen so das die Hand unterhalb der Mechanik mit der Protese verbunden werden kann und nicht hin und her wackelt. So viel zur Grundidee... Die Steuerung der Motoren für die Finger sollte dann ein kleines LilyPad oder ein Nano übernehmen.
Jetzt zum Problem...
Muskelimpulse auf der Hautoberfläche abgreifen ist nicht immer so einfach zumal die geringen Ströme durch Kleidung die auf der Haut reibt und andere Faktoren verfälscht werden können.
Über die Elektroden muss also eine Spannung zwischen 5 und 100 microVolt abgetastet werden.
Hat jemand ne Idee welchen Chip man da am besten als "Verstärker" verwenden könnte?
Ich hatte bislang immer nen INA333 im Kopf, wenn jemand ne bessere Idee hat gerne immer her damit.

Für ganz Voreilige Nein per Taster, Drucksensoren ect ist nicht genug Muskelvolumen vorhanden und zur Steuerung per Stick, das wird nix die "Hand" soll ja auch dazu verwendet werden um ohne Strohhalm aus einer Tasse trinken zu können.

An dem Thema Prothesen durch Nervenströme zu steuern arbeiten ganze Institute und Industriezweige seit Jahrzehnten.
Das halte ich für kein "Bastelprojekt". Man möge mich fachlich fundiert widerlegen, wenn ich falsch liege.

Gruß Tommy

Ich schließe mich Tommy an.
Zuerst ist dein Projekt sehr kompliziert und
zweitens mußt Du Dich zur Sicherheit des Protesenträgers und zu Deiner finanziellen Unversehrtheit an Normen halten die Du gar nicht kennst.

Grüße Uwe

Ja Tommy56 leider ist die Forschung was das betrifft nicht sehr weit, aber was solls ich möchte die Elektroden ja auch nicht Muskel oder im Hirn Implantieren und es sollen ja auch keine 5 Finger angesteuert werden. Ein einfaches Zeigefinger und Ringfinger an den Daumen ranfahren also ein kleiner Greifer reicht schon. Oder Alternativ zum Testen und Justieren LED an und aus je nach Impuls. Was mir bislang nur ein wenig Kopfzerbrechen bereitet sind die geringen Ströme die bei einer Muskelkontraktion abgetastet werden müssen.
Eine weitaus aufwendigere Protese mit 5 Fingern und mehr Prozessorleistung die über 2 Elektroden gesteuert wird gibt es ja bereits, dabei werden verschiedene Betriebsmodi verwendet die über die Anzahl der Impulse ausgewählt werden können. Je nach länge und Anzahl der Impulse setzt die Steuereinheit diese in die Bewegungen um.
Grundlage der Hand sollte eine alte Version der Hand von Prof. Dr. Bertholt Meyer der TU-Chemnitz sein.

Ja Uwe das mit der Medizinischen Kompatibilität und der Abnahme genauso wie die Unversehrtheit der Trägerin ist mir schon klar. Aber mit irgendwas muss man ja erstmal anfangen. Darum schrieb ich ja auch wenn es bloß erstmal nur zum LED an aus aus machen ist und ich das ding an mir teste.

Bibobbaer:
Ja Tommy56 leider ist die Forschung was das betrifft nicht sehr weit

Dann glaubst Du als unerfahrener Bastler ohne Elektronikkentnisse das besser zu machen?

Grüße Uwe

Besser machen würde ich nicht sagen das will ich mir auch gar nicht anmaßen... ich habe weder die Finanziellen rückhalte der Industrie noch habe ich zu solchen Gebieten Promoviert. Ich denke mir es sind die kleinen Sachen die manchmal viele Interessante Ansätze Bieten... Selbst wenn das ganze Projekt nie beendet werden sollte oder anders Formuliert kein zufriedenstellendes Ergebnis bzw Annährung an den Grundgedanken zustande kommt, so ist das hohe Ziel ein weg mit vielen Hürden die Gemeistert werden müssen und aus denen man nur lernen kann.

Oder sehe ich das Falsch?

Bibobbaer:
Selbst wenn das ganze Projekt nie beendet werden sollte oder anders Formuliert kein zufriedenstellendes Ergebnis bzw Annährung an den Grundgedanken zustande kommt, so ist das hohe Ziel ein weg mit vielen Hürden die Gemeistert werden müssen und aus denen man nur lernen kann.

Oder sehe ich das Falsch?

Wenn Dein Ziel das Lernen ist, dann ist das ok.

Dann fange mal mit dem Lernen bei den Grundlagen des Arduino, wie z.B. den Beispielen in der IDE, und den Grundlagen von C/C++ an. Anschließend dann Grundlagen elektronischer Schaltungen.

Gruß Tommy

Was du bauen könntest, wäre eine Vorrichtung die man aufnehmen und ablegen kann, je nach dem. Kein Mensch sagt zb was, wenn man einen RC-Car oder eine Drohne in der Hand hält und dabei in Betrieb ist.

Wichtig ist, das du es jederzeit wieder weglegen kannst und so möglicher Dauerbelastung aus dem Weg gehst. Den bedenke eines: du bist der Hersteller, egal wie Hobbymässig du das auch betrachtest. Und du trägst die volle Verantwortung. Die kannst du nicht abgeben oder irgendwie vereinbaren, das der andere dich nicht belangt. Das wäre sittenwidrig und würde gekippt werden. Im Gegenteil, es wäre sogar sehr schlecht für dich, weil es zumindest die Möglichkeit vorgibt, das dir bewusst ist das es nicht ganz ungefährlich ist, was du machst.

Allerdings: Bastel erstmal rum. Du wirst schnell merken, das du nicht die Materialien hast, etwas zu bauen, das du an einen Armstumpf befestigen kannst, das leicht genug ist und trotzdem stabil genug, mehr als ein Blatt Papier zu heben. Also sich selbst zu tragen. Die Energie mitzuschleppen geht dann schon garnicht, die musst du woanders am Körper befestigen. Und dann natürlich Kabel zur Protese legen. Du kannst zb keinen Motor mit hohen Kräften benutzen, weil du Titan nicht bearbeiten kannst. Stahl ist aber zu schwer und verbiegt sich.

Letztendlich, wenn du ihm da große Hoffnung machst und sie nicht erfüllen kannst, ist das schlimmer, als wenn er sich damit abfindet. Den das muss er am Ende doch, wenn du scheiterst. Seine Leidensphase dauert dann um so länger.

Und sei dir bewusst, das 80% der Forschung in Protesen Materialforschungen sind. Nur 20% geht für Sensorig und Befehlsverarbeitung drauf. Bevor du also anfängst Sensoren für Nerven zu suchen, bau erstmal eine Mechanik die etwas aushält.

Ich denke bevor wir hier vom ersten bis ins tausenste kommen…

Vor 28 Jahren habe ich bereits mit Schrittmotoren rumexperimentiert.
Zu dem Zeitpunkt allerdings noch mit getrennten Trafoanlagen und recht
umfangreicher Vorschaltelektronik um die Steuersignale eines C64 oder
später eines 128er abzugreifen und damit kleine Relais zu Schalten die
wiederum ohne großen Schnickschnack für die Ansteuerung der Pole des
Schrittmotors zuständig waren. Zugegeben die Drehzahlen waren durch
die Trägheit der Relais nicht sehr hoch.
Daraus entstanden dann später Transistorschaltungen
auf Platinen die zwar immernoch recht groß waren aber wesentlich schneller.
Naja irgendwann habe ich mich dann anderen Projekten die Berufsspezifischer
waren zugewand. Kurz gesagt, Mechanik und Elektronik sind mir nicht fremd :wink:
Durch meine Arbeit mit den Verschiedensten Werkstoffen beläuft sich das Spektrum
der für dieses Projekt zur Verfügung stehenden Werkstoffe nicht nur auf
Zellstoffe, PE, PA, PP, Alu oder simplen Baustahl.
Mag sein das ich mich mit dem Begriff Prothese (ich habe immer
das “h” vergessen fällt mir gerade auf) für die heutige Zeit falsch
ausgedrückt habe aber es beschreibt die Grundform des Wortes recht genau
(Eine Prothese (altgriechisch pro „vor, anstatt“ und thesis „das Setzen, Stellen“ QUELLE:Wiki).

Ok, nennen wir es nun einfach das “Hilfsgerät” anderer Name selbes Kind :wink:
würde natürlich nicht Untrennbar mit dem Körper verbunden werden.
Es geht ja auch nicht darum eine ganze Hand im Biologischen Sinne zu
erschaffen, sondern das Greifen von Gegenständen wieder zu ermöglichen
ohne dabei beide Hände bzw Arme wie eine Zange benutzen zu müssen.
Sorry falls ich mich da Falsch ausgedrückt habe.

Mal abgesehen von der Mechanischen Komponente dieses Projekts
(ein Amputierter Brasilianer arbeitet an einem ähnlichen Projekt…
Leider ist mein Portugisisch auf Reisen sonst könnte ich ihn auch mal
befragen… einfach mal bei Youtube nach dem Titel suchen
“Brasileiro fabrica sua própria Prótese de Braço usando Sucata e Criatividade”).

Und der Psychologischen Komponente der Trägerin.

Geht es immernoch darum die Neurologische Seite abzudecken.
Über Elektroden die auf die Haut geklebt werden sollen Signale die Detektiert
werden, ähnlich einem EKG, von einem Arduino in Steuersignale für einen
Schrittmotor umgewandelt werden… Denken wir uns nun mal die folgekomponenten des
Arduino weg (also den L293D und den Stepper) so bleibt noch das Zwischenstück
bei dem ich an den INA33 von Texas dachte. Warum gerade den? Mir viel nichts
anderes ein um so schwache Ströme abzutasten.
Darum also die Frage habt ihr eine bessere Idee als den INA333? Mal abgesehen
davon einen fertigen Messverstärker für viel Geld zu Kaufen der dann nicht
mal in eine Streichholzschachtel passt.

Aber bis hierhin schonmal danke an alle die mir hier geantwortet haben.
Es tut gut mal ein Feedback zu bekommen wenn man etwas Komplexere Projekte Plant.

Gruß Björn

Hallo Björn,

schau mal auf "Grabcad" LINK

Vielleicht gibt es dort ein paar Anregungen für Dich.

Gruß

Hannes

Oh ja, danke Hannes54 .

Keiner zweifelt deine Kenntnisse an, nur hat der C64 und Schrittmotoren nichts mit Medizin zu tun. Und auch nichts mit Kraft. Sie sind lediglich einfach zu positionieren. Aber Kraft haben die nicht.

Du bist also schon im Ansatz falsch. Natürlich, du wirst das selbst merken, es verbessern, weiter machen. Es soll dir einfach zeigen, das dir grundlegende Kenntnisse in dem Bereich fehlen.

Und du bleibst voll haftbar, egal wie Hobbymässig und ich verschenk das doch. Das ist dir nicht bewusst, deswegen erwähne ich es. Wenn du jemand wärst, der es schon fachlich nicht hinbekommt, sowas zu bauen, müsste man nicht warnen. Man muss nur die warnen, die es hinbekommen könnten. Nur die kommen in den Bereich für Medizintechnik haftbar zu werden.

Hersteller ist jeder der es herstellt. Unabhängig von allen anderen Dinge, wie Gewinnerziehlungsabsicht oder Forschung oder völlig Unkenntniss

Eine bessere Idee als deinen OpenAmp habe ich nicht allerdings bezweifel ich das man mit einem einfachen nicht invertierenden Verstärker Nutzsignale die in diesem V Bereich liegt soeinfach verstärken kann.

Man muss bedenken das jedliche Störeinflüsse thermisches Rauschen, EMV usw genauso stark mit Verstärkt werden wodurch du u. U. am Ende nicht mehr sagen kannst ob du gerade nen Muskelimpuls hast oder irgend etwas anderes.

Falls du bei dir in der Nähe ne Uni oder Th hast würde ich dort mal mit den dortigen Medizintechnikern bzw Professoren reden.

Was eventuell Helfen könnte wäre ein Chopper Verstärker.
Allerdings kenne ich mich bei der Thematik wenig aus.

Hier gibt es was dazu: LINK
Ob es funktioniert weiß ich nicht aber es wäre vielleicht einen Versuch wert.

Gruß

Hannes

Danke Addi2438,
an den Chopper habe ich auch schon gedacht. Aber nachdem ich eben Hannes54 seinen Beitrag gelesen habe mit dem Muskel (EMG) Sensor von Adafruit dachte ich mir JO für unter 40 Euronen iss das ok vor allem spart es ne menge fummelei.