Training mit HAL-Exoskelett bei Rückenmarksverletzungen

25/08/2014
Foto: Training mit HAL-Exoskelett

Bewegungstraining mit dem Roboteranzug HAL; © Jan Pauls/ Berufsgenossenschaftliches Universitätsklinikum Bergmannsheil

Rückenmarkverletzte, die ein regelmäßiges Bewegungstraining mit dem japanischen Exoskelettsystem HAL (Hybrid assistive limb) durchführen, könnten ihre autonome Bewegungsfähigkeit im Trainingsverlauf zum Teil deutlich verbessern.

Zu diesem Ergebnis kommt ein Forscherteam des Berufsgenossenschaftlichen Universitätsklinikums Bergmannsheil unter Leitung der Chirurgischen Universitätsklinik in Kooperation mit der Abteilung für Rückenmarkverletzte und der Neurologischen Universitätsklinik.

HAL ist ein Roboteranzug, der die Bewegungsabläufe seines Trägers unterstützt. Im Rahmen einer deutschlandweit einzigartigen Studie testen die Forscher am Bergmannsheil seit Anfang 2012, ob das regelmäßige Bewegungstraining mit dem HAL positive Effekte für die Rehabilitation rückenmarkverletzter Patienten bringt. Das Erkenntnisinteresse fokussiert sich in erster Linie darauf, ob das Training zu einer gesteigerten Mobilität, intensiviertem Muskelaufbau sowie zu mehr Muskelleistung des Patienten mit höherem Aktivitätsniveau des Nervensystems führen kann.

Bereits in einer Pilotstudie mit acht rückenmarkverletzten Patienten, die über 90 Tage mit dem HAL-System trainierten, konnte eine eindrucksvolle Verbesserung sensomotorischer Funktionen nachgewiesen werden. Jetzt zeigte sich erneut anhand eines Fallbeispiels der Erfolg des HAL-Bewegungstrainings: Ein 34-jähriger Mann erlitt bei einem Arbeitsunfall eine schwere Verletzung der mittleren Brustwirbelsäule sowie eine Begleitverletzung der rechten Hüftgelenkspfanne. Die Diagnose lautete: Initial inkomplette Paraplegie, also eine Querschnittlähmung mit geringer Restfunktion in puncto Bewegung und Berührungsempfinden. Nach operativer Versorgung der Wirbelsäulenverletzung und Ausheilung der weiteren Knochenbrüche wurde der Patient 77 Tage nach seinem Unfall in das HAL-Trainingsprogramm aufgenommen. In den folgenden zwölf Wochen führte er täglich ein Gangtraining mit dem HAL-Exoskelett durch.

Nach Abschluss des Trainings registrierten die Forscher bei dem Patienten eine deutliche Verbesserung seiner Muskelfunktionen. Sukzessive konnte erreicht werden, dass er immer weniger auf Hilfsmittel zur Mobilitätsunterstützung angewiesen war. Heute ist der Patient in der Lage, selbstständig an zwei Unterarmstützen zu gehen.

"Aktuell erweitern wir die klinischen Untersuchungen mit dem HAL-Exoskelett zum Einsatz für die Behandlung Rückenmarkverletzter", sagt Thomas A. Schildhauer, Direktor der Chirurgischen Universitätsklinik und Leiter der Forschergruppe. "In Zusammenarbeit mit der Neurologischen Klinik initiieren wir außerdem Studien für Patienten nach Schlaganfall oder neuromuskulärer Erkrankung."

Bei HAL handelt es sich um ein sogenanntes Exoskelett, also ein System, das dem Körper von außen eine zusätzliche Stabilitätsfunktion verleiht. Es unterstützt Menschen mit Lähmungen oder Bewegungseinschränkungen dabei, einen Teil ihrer Mobilität zurück zu gewinnen. Entwickelt wurde HAL in Japan von Yoshiyuki Sankai. Dort ist es bereits an vielen Kliniken im Einsatz; Gehbehinderte und Schlaganfallpatienten arbeiten dort mit dem System. Einzigartig beim HAL-System ist, dass es durch die Nervenimpulse des Patienten gesteuert wird. Die elektrischen Nervenimpulse, die zur Bewegung eines Muskels führen, werden von Sensoren auf der Haut des Patienten registriert, durch das System interpretiert und schlussendlich in eine Bewegungsunterstützung der integrierten Elektromotoren, welche an den Gliedmaßen des Patienten fixiert sind, umgesetzt. Die Motoren unterstützen somit Muskelfunktionen und Gelenkbewegungen. Dabei ist das System aus Spezialkunststoffen und mit einem Gewicht von 14 Kilogramm sehr leicht.

REHACARE.de; Quelle: Klinikum der Ruhr-Universität Bochum - Berufsgenossenschaftliches Universitätsklinikum Bergmannsheil GmbH

Mehr über das Klinikum der Ruhr-Universität Bochum - Berufsgenossenschaftliches Universitätsklinikum Bergmannsheil GmbH unter: www.bergmannsheil.de