HAL Exoskelett – Ein Schritt in Richtung Eigenständigkeit?

Exoskelette für Menschen, die im Rollstuhl sitzen, sind zwar nicht neu, aber nach wie vor umstritten. Suggerieren sie doch auf den ersten Blick die Wunderheilung schlechthin, denn Patienten sollen damit wieder laufen können.

01.10.2014

 
Foto: Rollstuhlfahrer vor Barriere

©panthermedia.net/Kasia Bialasiewicz

Dass dies aber nicht die eigentliche Intention des Roboteranzuges ist, wird oft vernachlässigt. Exoskelette ermöglichen vielmehr eine spezielle Therapieform, um den Betroffenen zumindest einen kleinen Teil ihrer Eigenständigkeit zurückzugeben. Geheilt werden sie dadurch nicht, aber insoweit wieder mobil, dass sie sich mit Unterarmgehstützen oder Rollatoren fortbewegen können.

Mediziner um Prof. Thomas A. Schildhauer, Leiter der Chirurgischen Universitätsklinik am Berufsgenossenschaftlichen Universitätsklinikum Bergmannsheil in Bochum, erforschen die Therapie mit dem Hybrid Assistive Limb Exoskelett, kurz HAL. Im angeschlossenen Zentrum für Neurorobotales Bewegungstraining (ZNB) trainieren Querschnittsgelähmte oder Schlaganfallpatienten unter Studienbedingungen mit dem Roboteranzug.

Das HAL Exoskelett stammt ursprünglich aus Japan und wurde von Dr. Yoshiyuki Sankai entwickelt. Es arbeitet auf der Basis von EMG-Elektroden, die im Bereich der unteren Extremitäten, an Knie- und Hüftpartie, angebracht werden. Der Anzug nimmt über die Hautoberfläche Nervenimpulse auf, analysiert und verstärkt diese, sodass sich der Patient mithilfe der integrierten Elektromotoren in Bewegung setzen kann. „Die bioelektrischen Signale werden über Sensoren registriert und in der Recheneinheit ausgewertet, die dann weiß, von welchen Muskelgruppen das Signal gerade kommt“, erläutert Oliver Cruciger, betreuender Studienarzt am Bergmannsheil. Der Patient lenkt und kontrolliert seine Bewegungen willentlich und wird gleichzeitig durch den Anzug gestützt. Das ist auch das besondere am HAL System: Ausgefallene Körperfunktionen werden ersetzt beziehungsweise unterstützt. Querschnittgelähmte sind damit unter bestimmten Voraussetzungen in der Lage, Bewegungsabläufe wie Stehen oder Gehen ausführen zu können. Drucksensorplatten erkennen das Standbein des Patienten und bewegen dann automatisch das Spielbein. Das Exoskelett unterstützt und verstärkt die Bewegungen des Patienten effektiv, sodass eine deutliche Steigerung der Mobilität erzielt werden kann.

Für die Therapie bedarf es allerdings einer Restfunktion, die im Bereich der Hüfte und dem Knie unerlässlich ist. „Wir können vorrangig Patienten mit einer motorisch inkompletten Querschnittlähmung sub C7 (unterhalb des letzten Halsmarksegments) effektiv trainieren. Des Weiteren lassen sich ebenso komplette Querschnittslähmungen, im Sinne von Konus-Kauda-Syndromen, behandeln, sofern minimale motorische Restfunktionen in Hüfte und Knie gewährleistet sind“, berichtet Cruciger weiter. Mediziner sprechen von einer inkompletten Querschnittslähmung, sofern der Spinalkanal und das Rückenmark beispielsweise aufgrund eines Unfalls oder Tumors, nur teilweise durchtrennt wurden. Abhängig von der Läsionshöhe und dem jeweiligen Ausmaß der Durchtrennung können dann Restfunktionen in der Bewegung beziehungsweise der Sensibilität erhalten bleiben.

Foto: Laufbandtraining mit dem HAL-Exoskelett

Mit dem HAL-Exoskelett erlangen die Patienten ein Stück ihrer Selbständigkeit zurück. Kleine Strecken können so auch ohne Rollstuhl zurück gelegt werden; ©Jan Pauls/Berufsgenossenschaftliches Universitätsklinikum Bergmannsheil

Bisherige Ergebnisse der Studie sind vielversprechend

Die Patienten trainieren in einem Zeitraum von drei Monaten fünfmal die Woche für mindestens je eine halbe Stunde mit dem Gerät auf einem Laufband. Vor und nach dem Laufbandtraining schließen sich umfassende funktionelle Tests und physiotherapeutische Maßnahmen an.

Die Ergebnisse der Studie sind bisher eindeutig: „Wir konnten zeigen, dass die körperliche Leistung auf dem Laufband mit dem Gerät verbessert wird, sprich Geschwindigkeit, Gehstrecke und Gehzeit. Und – das ist eigentlich viel wichtiger – die funktionelle ambulante Mobilität der Patienten erhöht sich. Wir konnten positive Effekte wie schnelleres Gehen zu ebener Erde, ein stabileres und flüssigeres Gangbild und bei einem Großteil der Patienten eine Reduktion der benötigten Assistenzsysteme erzielen. Wenn der Patient vorher komplett auf den Rollstuhl angewiesen war, konnte er im Anschluss an die Therapie gegebenenfalls kurze Strecken mit dem Rollator zurücklegen oder aber sich auf Unterarmgehstützen fortbewegen.“ Das ist auch das Langzeitziel der Studie: Das Training mit dem HAL Exoskelett schafft die Voraussetzungen, die bisher erzielten Rehabilitationsfortschritte im Alltag aufrechtzuerhalten und sich im alltäglichen Leben zumindest über kleine Strecken fortzubewegen.

Rehabilitation, aber keine vollständige Heilung

Dass Exoskelette sicherlich auch zukünftig weiterhin in der Rehabilitation zum Einsatz kommen, davon ist Cruciger überzeugt. „Man muss sagen, dass Exoskelette, egal welcher Art, den Aufwand der mit der Rehabilitation verbunden ist, deutlich reduzieren. Die Therapie kann bequem mit nur einem Physiotherapeuten auf dem Laufband durchgeführt werden.“ Allerdings gibt Cruciger zu bedenken, dass die Patienten trotz alledem auch weiterhin auf einen Rollstuhl angewiesen seien.

Es gibt Exoskelette, die auf die Hilfsmittelversorgung abzielen. „Solange allerdings die Rüstzeiten, also das Anlegen und Ablegen des Gerätes, sehr lang sind, solange die Akkulaufzeiten relativ gering sind, solange das Gerät noch so voluminös und zum Teil monströs ist, ist der Stellenwert eines etablierten Verfahrens in der Hilfsmittelversorgung nicht erreicht.“ Marktfähig sind Roboteranzüge damit also noch lange nicht. Der wissenschaftliche Schwerpunkt der Studie liegt aus diesem Grund auf der Etablierung einer Therapieform, die die funktionelle Mobilität für den Patienten erhöht. Diese wird zudem auch von anderen positiven Effekten begleitet. „Wir haben durchaus Patienten, die eine verbesserte Sensibilität in den unteren Extremitäten aufweisen. Diese birgt einen erheblichen Vorteil hinsichtlich der Dekubitusprophylaxe. Wir haben Patienten, die deutlich weniger neuropathische Schmerzen haben, ihre Medikation aus diesem Grund reduziert werden konnte und sich dadurch natürlich die Nebenwirkungen der Medikation verminderte. Das sind Begleiteffekte neben dem effektiven Training, die für den Patienten ganz elementar sind.“
Foto: Melanie Günther; Copyright: B. Frommann

©B. Frommann

Melanie Günther
MEDICA.de