Roboter unterstützen das Reha-Team um Patienten nach einem Schlaganfall

Bei der roboter- und gerätegestützten Rehabilitation geht es primär um eine intensivierte Therapie, ohne die Physiotherapeuten und Patienten körperlich zu überfordern, um Genauigkeit beim Üben und größere Behandlungseffektivität als bislang.

Potenzieller Nebeneffekt: Die ökonomische Effizienz ist im Vergleich zum manuellen Training größer. Dies könnte angesichts zunehmender Patientenzahlen bei zugleich angespannter Personalsituation in Klinik und Praxis bedeutsam sein.

Charité-Roboter simuliert das reale Leben

Ein Beispiel: Nach einem Schlaganfall wieder Gehen lernen. Die manuelle Physiotherapie ist personalintensiv und physisch belastend für Patienten wie Physiotherapeuten. Längst ergänzen natürlich technische Hilfsmittel die Reha, etwa das Laufband.

Gesichert durch einen Gurt ist das Körpergewicht im Vergleich zum manuellen Training nicht mehr das Problem. Kann der Patient das Bein aber nicht selbstständig nach vorn setzen, muss jemand das Bein manuell nach vorne führen. Ein weiterer Therapeut muss womöglich den Rumpf beim Wechsel der Standbein- und Schwungbeinphasen stabilisieren.

Eine Cochrane-Analyse ergab zudem, dass der Effekt einer Laufbandtherapie der konventionellen Therapie bei Schlaganfallpatienten nicht überlegen ist.

Ab den 1990-er Jahren sind elektromechanische Gangmaschinen entwickelt worden. "Der Gangtrainer bietet dasselbe wie das Laufband, aber unter Entlastung der Therapeuten", sagt Professor Stefan Hesse vom Centrum für Schlaganfallforschung Berlin. Die Maschine führt jetzt die Beine.

Der gurtgesicherte Patient steht auf zwei Fußplatten, die das Gehen simulieren. "Die Muskelaktivität der Beine entspricht der des natürlichen Gehens. Das Training ist kreislaufwirksam, Muskulatur und Knochen werden angeregt", so der Neurologe. Allerdings kann beim Gangtrainer nur die Schrittlänge variiert werden, nicht die Schritthöhe und der Winkel der Fußplatte.

Mit dem in Berlin entwickelten Gangroboter G-EO dagegen ist jede beliebige Schrittlänge, Schritthöhe und der Winkel des Sprunggelenks einstellbar. Im Alltag müssen jedoch auch Steigungen und Gefälle bewältigt werden. Solche natürlichen Laufbewegungen lassen sich mit dem gemeinsam von der Charité und dem Fraunhofer Institut IPK gebauten Haptic Walker imitieren: vom Treppensteigen bis hin zum Stolpern und Ausrutschen.

In die Software des Geräts wurden entsprechende Bewegungen von Gesunden implementiert. Je nach Lernfortschritt wird die Führung durch die Maschine allmählich reduziert. Gedacht ist sie etwa für Schlaganfallpatienten, Patienten mit teilweiser Querschnittslähmung oder nach Schädel-Hirn-Trauma.

Gangtrainer und Haptic Walker sind Endeffektor-Geräte - die auf Fußplatten fixierten Füße werden bewegt, Knie und Hüftgelenke folgen. Ein anderes Konzept wird mit dem in der Schweiz entwickelten Lokomaten verfolgt, einem Exoskelett-System, das zusätzlich die Bewegung des Knie- und Hüftgelenks mit entsprechenden Motoren kontrolliert.

Künftig wird eine individuelle Anpassung solcher Maschinen an das Kraftvermögen des Patienten möglich sein. Mit einer Videobrille könnte man das Übungsterrain zudem optisch nachbilden. "Entscheidend ist aber, dass die Therapeuten das auf dem Trainer Erlernte einsetzen, um auf dem Flur, im Zimmer und auf der Treppe zu gehen", betont Hesse.

Die Kombination des Gerätetrainings mit klassischer Physiotherapie sei unabdingbar. Für den Gangtrainer gilt als gesichert, dass diese Kombination jede vierte Gehunfähigkeit bei Schlaganfallpatienten verhindert.

Gleichzeitig lassen sich oft drei Patienten behandeln

Auch für die obere Extremität existieren bereits viele Rehabilitationsgeräte. Dort sind die technischen Anforderungen aufgrund der vielen Freiheitsgrade der Gelenke von der Schulter bis zu den Interphalangealgelenken der Hand noch wesentlich komplexer als an der unteren Extremität. Für die physiotherapeutische Praxis benötige man daher Studios mit Geräteparks, sagt Hesse. Dazu brauche es keinesfalls Reha-Fabriken.

"Ein Studio für den Arm mit sechs Stationen hat Platz auf 25 m², für das Gehtraining auf 35 m²", so seine Erfahrungen. Ein Therapeut könne bei hoher Übungsintensität zeitgleich oft drei Patienten behandeln. Denkbar sind zudem Geräte, mit denen Patienten selbstständig zu Hause üben.

Weit verbreitet sind solche Neuerungen noch nicht. Hesse ist Realist: "Die Entwicklung hat Mitte der 1990er-Jahre begonnen. Jede Innovation braucht 20 bis 30 Jahre, bis sie sich durchgesetzt hat."

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