Roboter-assistierte Neurorehabilitation

Zusammenfassung: Roboter-assistierte Geräte sind ein wichtiges Hilfsmittel in der Neurorehabilitation. Der Einsatz wird jedoch kontrovers diskutiert. Die Kritiker halten den Nutzen dieser Therapiegeräte für nicht genügend evidenzbasiert und den Einsatz für zu teuer. Die Befürworter vom großen Nutzen der Robotik sind hingegen bei richtiger Anwendung überzeugt. Diese Technologien haben zum Ziel, das Training für Patienten und Therapeuten zu unterstützen, motivierend zu gestalten und auf möglichst hohem Wiederholungsniveau durchzuführen und damit die Prognose insgesamt zu verbessern. Der technologische Fortschritt hat in den letzten Jahren diverse Roboter-basierte Therapiesysteme für die Neurorehabilitation hervorgebracht. Dieser Artikel beschreibt die Herausforderungen und Chancen in der klinischen Integration von Roboter-assistierter Rehabilitationstechnologie.

Roboter-assistierte Geräte sind ein wichtiges Hilfsmittel in der Neurorehabilitation. Sie bringen große Vorteile für Therapeuten und Patienten.

Roboter werden dort angewandt, wo sie wiederholende Tätigkeiten von Menschen zuverlässig übernehmen und mit mindestens der gleichen Präzision, jedoch oft rascher und ohne zu ermüden, ausführen können. In der Neurorehabilitation wird die Wiedererlangung verlorengegangener Funktionen angestrebt. Da dies am besten mit hochfrequenten, repetitiven Übungen erreicht wird, kann man hier Roboter optimal nutzen.

Unterstützung durch Roboter

Bei neurologischen Erkrankungen kommt es häufig zu körperlichen und mentalen Einschränkungen, welche individualisierte Konzepte erfordern, um eine sichere und wirksame Umsetzung von Trainings- und Rehabilitationsprogrammen zu ermöglichen. Gängige Trainingsmittel, wie z.B. das Laufband, das Fahrradergometer oder die Beinpresse im Krafttraining sind vor allem für moderat eingeschränkte Patienten geeignet, die ein gewisses Maß an motorischer Kontrolle aufweisen. Patienten mit schweren motorischen Einschränkungen werden durch die intensive und individuelle Trainingsgestaltung vor große Herausforderungen gestellt. Gehunfähigkeit, schlechte Haltungskontrolle oder Dyskoordination der betroffenen Gliedmaßen und unzureichende kognitive Funktionen können die Umsetzung von Trainings- und Rehabilitationsmaßnahmen negativ beeinflussen oder sogar unmöglich machen. Hier können Roboter-gestützte Assistenzsysteme dadurch hilfreich sein, dass sie genau solche Hindernisse überwinden, indem sie gewünschte Bewegungen unterstützen und kontrollieren. Zusätzlich kann die Kombination mit virtual reality genutzt werden, um repetitive Bewegungsübungen in spannende Aufgaben mit spielerischen features zu verwandeln.

Was ist ein Roboter?

Was ist gemeint, wenn man von Roboter spricht? Aktuell versteht man unter einem Roboter einen mehrachsigen, programmierbaren, gegebenenfalls sensorgeführten Bewegungsautomaten, der Objekte manipulieren kann. In der Neurorehabilitation kommen verschiedene Roboter-basierte Therapiesysteme zum Einsatz. Grundsätzlich unterscheidet man:

1. Exoskelett-basierte Technologie: Ein an den Körper angepasstes Exoskelett, welches die Extremitäten direkt bewegt.
2. Endeffektor-basierte Technologie: Die Gliedmaßen werden via Fußplatten und/oder Handgriffe bewegt.

Für die oberen Extremitäten wurden bisher vorwiegend stationäre Lösungen gebaut, die das Training der Schulter-Arm-Hand-Funktion ermöglichen. Im Bereich der unteren Extremitäten konzentriert sich die Entwicklung vor allem auf Wiederherstellen der Gehfähigkeit. Eine große Herausforderung stellt die Einführung von möglichst alltagsnahem Training mittels Standort-unabhängigen Systemen dar. Es gibt auch hochspezialisierte Roboter-basierte Systeme, die versuchen, das Körpergewicht des Menschen möglichst optimal zu entlasten oder zu führen, um eine herausfordernde Trainingsumgebung zu gestalten.

Die neueste Entwicklung sind sogenannte wearable robots, also für den menschlichen Körper angepasste und tragfähige Roboter. Diese ermöglichen eine präzise angepasste Unterstützung bei körperlichen Bewegungen.

Die nächste Generation tragbarer Robotertechnologien befindet sich bereits in der Entwicklung. Bei den sogenannten soft robots handelt es sich um innovative Materialien, die Muskeln, Sehnen und Bänder des menschlichen Körpers nachahmen, um Bewegungen zu unterstützen und Überlastungen zu vermeiden.

Ergänzend nicht ersetzend

Die Befürchtung, dass die therapeutische Arbeit durch Roboter ersetzt und entmenschlicht werden könnte, ist unbegründet. Untersuchungen zeigen, dass Roboter-unterstütztes Training eine effektive Ergänzung zur konventionellen Therapie darstellt. Eine Meta-Analyse bestätigt, dass Personen nach einem Schlaganfall, die Roboter-gestütztes Gangtraining erhalten, die Gehfähigkeit eher zurückerlangen als Personen, die mit konventionellen Maßnahmen allein behandelt wurden.

Traditionell werden Trainingseinheiten durch Therapeuten in intensiven Sitzungen angeboten. Roboter-gestütztes Training könnte die Effizienz des Trainings steigern, da sich das Betreuungsverhältnis verbessert und ein Therapeut mehr Patienten gleichzeitig behandeln kann. Dadurch soll medizinisches Fachpersonal aber nicht eingespart, sondern entlastet werden. Der Therapeut hat weniger physische Arbeit und dadurch mehr Zeit für die klinische Entscheidungsfindung, die Beratung und die Motivation des Patienten. Und auch für Patienten ergeben sich Vorteile, da sie zu gleichen Kosten in höherer Intensität behandelt werden können, was sich positiv auf die Therapieresultate auswirkt.

Was bringt die Zukunft?

Die Entwicklung und Etablierung von Technologie-basierten Trainings-, Forschungs- und Entwicklungs- sowie Ausbildungszentren ist notwendig, um die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse im Bereich der Rehabilitation von funktionellen, sensomotorischen und kognitiven Einschränkungen zu implementieren.

Die medizinische, demographische und soziokulturelle Entwicklung mit immer älter werdenden, aktiven Mitmenschen, die ihre Selbständigkeit möglichst lange erhalten möchten, wird die Nachfrage nach neurorehabilitativen Leistungen in Zukunft noch erhöhen, weshalb die Ressourcen sehr effizient eingesetzt werden müssen.

Die Robotik und andere digitale Therapieformen werden zu einer Verlagerung therapeutischer Aufgaben hin zu Beratung und motivierendem Coaching führen. Für die Therapieberufe wird es eine Herausforderung diese technologische Entwicklung aktiv mitzugestalten und in die Ausbildung zu integrieren.

Die Autoren Dr. Oliver Stoller und Dr. med Daniel Zutter (Chefarzt) sind in der Rehaklinik Zihlschlacht tätig. Die Rehaklinik Zihlschlacht, eine Gesundheitseinrichtung der VAMED, ist eine führende Spezialklinik in der Schweiz für neurologische Rehabilitation.

Diese Artikel könnten Sie auch interessieren:

+ "10 Jahre Roboter - Chirurgie Mostiště" - von Dr. Jaroslav Tvarůžek
+ "Rehabilitation bei Schlaganfall" - von Prim. Dr. Hermann Moser
+ "Was ist neurologische Rehabilitation?" - von Univ. Doz. Dr. Thomas Bochdansky
+ "Neurorehabilitation in Wien" - von Prim. Dr. Christoph Stepan
+ "Neurologische Rehabilitation in Österreich"