Ausrutschen, stolpern, aufrechter Gang

Rehabilitation von Schlaganfallpatienten durch robotergestützte Übungsgeräte

Entlastung für Patient und Therapeut: der HapticWalker © privat

Jährlich erleiden allein in Deutschland über 200000 Menschen einen Schlaganfall. Die Mehrzahl von ihnen muss danach mit Lähmungen bis hin zu einem vollständigen Verlust der Willkürmotorik zurechtkommen, bleibt auf einen Rollstuhl und bei nahezu allen Verrichtungen des täglichen Lebens auf die Unterstützung durch Pflegekräfte angewiesen.

Die einzige Chance, die Konsequenzen einer Schädigung des zentralen Nervensystems zu verringern, die auch durch ein Schädel-Hirn-Trauma oder eine Querschnittslähmung verursacht wird, besteht in einer frühzeitig begonnenen und konsequent durchgeführten Übungsbehandlung: Alltägliche Bewegungen wie Laufen und Treppensteigen, aber auch Greifen, Essen, Trinken und Schreiben müssen neu erlernt werden. Dies ist möglich, da gesunde Areale in Gehirn und Rückenmark in der Lage sind, die ausgefallenen Funktionen schrittweise zu übernehmen.

Doch die mehrmonatigen Übungen verlangen den Physiotherapeuten einiges ab: Beim Gangtraining muss ein Patient von zwei bis drei Therapeuten gestützt und angeleitet werden. Sie führen seine Beine und Füße gemäß der natürlichen Gangbewegung, synchron dazu stützen und führen sie den Oberkörper. Und dies nur auf einer geraden Ebene. Das Treppensteigen zum Beispiel kann aus praktischen Gründen heute nicht trainiert werden.

Hier setzen moderne Rehabilitationstechnologien an: Die neueste Entwicklung einer interdisziplinären Berliner Forschungsgruppe ist der robotergestützte Laufsimulator HapticWalker. Mit einem solchen robotergestützten Gerät kann der Patient Gehfähigkeit und Armbewegungen unter Kontrolle bringen und im Beisein eines Physiotherapeuten beliebig oft und mit stets korrekter Bewegungsführung üben. Der "HapticWalker" erlaubt erstmalig weltweit beliebige Gangbewegungen mit der erforderlichen vollständigen Führung des Fußes. Der physiologische Gang wird dabei naturgetreu nachgeahmt. Auch das therapeutisch wichtige Stolpern oder Ausrutschen kann durch die hohe Dynamik der Antriebe geübt werden. Je nach Lernfortschritt sorgen neuartige haptische Regelalgorithmen zudem dafür, dass die Unterstützung des Patienten immer mehr reduziert wird.

Verschiedene internationale klinische Studien haben bereits die Wirksamkeit robotergestützter Trainingsgeräte nachgewiesen: Die Ergebnisse sind denen der konventionellen Therapie mindestens gleichwertig, mit einigen lassen sich sogar signifikant bessere Erfolge erzielen. Derzeit wird über die Verbindung mit telemedizinischen Lösungen sowie über die Integration von Virtual Reality nachgedacht. In der interdisziplinären Berliner Forschungsgruppe arbeiten Ärzte, Ingenieure, Informatiker und Physiotherapeuten der Charité, von Fraunhofer IPK sowie der TU Berlin. Sie entwickelt und erprobt seit sieben Jahren robotergestützte Übungsgeräte für die motorische Arm- und Gangrehabilitation. In der Arbeitsgruppe Rehabilitationstechnologien des Zentrums für innovative Gesundheitstechnologie (ZiG) kooperieren Mitglieder dieser Gruppe mit weiteren TU-Beteiligten und suchen nach weiteren zukunftsträchtigen Lösungen.

Dipl.-Ing. Henning Schmidt,
ZiG-Arbeitsgruppe Rehabilitationstechnologien

www.hapticwalker.de
www.zig-berlin.de