Gangtraining mit Gehroboter nach Schlaganfall

Robotergesteuerte Unterstützungssysteme für die Rehabilitation – darüber haben wir auf HealthcareHeidi schon mehrfach berichtet. Eine kleine deutsche Studie belegt nun erneut die Wirksamkeit der Systeme. In diesem Fall ein Gehroboter der für den physiotherapeutischen Einsatz bei Apoplexie-Patienten mit Pusher-Symptomatik eingesetzt wurde.

Die Studie

Durchgeführt wurde die Studie am Deutschen Schwindel- und Gleichgewichtszentrum der LMU München. Ausgewählt wurden 30 Patienten mit Hemiparese (Halbseitenlähmung) und Pusher-Symptomatik. Die Hälfte der Patienten wurde mit einem Gehroboter behandelt, die Übrigen mit konventioneller Physiotherapie. Die Therapiedauer betrug eine Stunde bei insgesamt 8-10 Sitzungen innerhalb von zwei Wochen.

Das Ergebnis

Als primären Endpunkt verwendeten die Ärzte eine definierte Punkte-Skala zur Messung der Lateropulsion (unwillkürliche Seitwärtsbewegung). Auf einer Skala von 0 (geringe Lateropulsion) bis 6 (schwere Lateropulsion) konnte die Gruppe mit roboterunterstützter Therapie ihren Ausgangswert von 4,25 Punkten nach zwei Wochen Therapie um 1,75 Punkte reduzieren. Nach weiteren zwei Wochen lag der Wert um 2,25 Punkte unter dem Ausgangswert. Die Gruppe mit konventioneller Physiotherapie konnte ihren Ausgangswert von 3,0 Punkten nicht verbessern.

Sechs Patienten, die ein robotergestütztes Gangtraining erhalten haben, zeigten nach dem zweiwöchigen Training keine Pusher-Symptomatik mehr. In der Gruppe unter konventioneller Physiotherapie war dies nur bei einem Patienten der Fall.

Darüber hinaus konnten zwei Wochen nach Therapieende neun der Patienten mit Roboter-Gangtraining wieder gerade gehen und sitzen. In der Gruppe mit konventioneller Therapie fünf.

Mein Fazit

Das Ergebnis einer Therapie mit robotergesteuertem Gangtrainer ist signifikant. Während des Trainings aktivieren Patienten ihre Rumpfmuskulatur und ihren Gleichgewichtssinn. Entscheidende Aspekte für das Wiedererlernen des selbstständigen Gehens. Meines Erachtens eine absolute Bereicherung für jeden betroffenen Patienten.

Lesen Sie hierzu auch Exosuit verbessert das Gangbild von Schlaganfallpatienten mit Hemiparese und Robotergestützte Therapie des Oberkörpers nach Schlaganfall.


Erläuterungen

Apoplexie: Ein Apoplex im Allgemeinen bezeichnet die plötzliche Durchblutungsstörung eines Organs, die eine Sauerstoffunterversorgung mit anschließendem Gewebsuntergang zur Folge hat. Medizinzisch steht der Begriff heute i.d.R. als Synonym für Schlaganfall (Apoplexia cerebri), auch als Hirninfarkt, Hirnschlag oder zerebraler Insult bezeichnet.

Pusher-Symptomatik: Die Pusher-Symptomatik ist gekennzeichnet durch die Angst des Patienten, im Sitzen oder Stehen zur nichtgelähmten Seite zu fallen. Diesem Gefühl begegnet der Betroffene unbewusst durch ein aktives Drücken („Pushen“) mit dem nichtgelähmten Körperteil zur gelähmten Seite. In der Folge neigt sich der Körper übermäßig stark zur gelähmten Seite, bis hin zum Kippen und damit Fallen. Etwa 10 % aller Schlaganfallpatienten leiden an einer Pusher-Symptomatik.

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Robotergestützte Therapie nach Schlaganfall – das Exoskelett

Roboterhand, Exosuit, Smarter Handschuh Rapael. Darüber haben wir in diesem Blog bereits berichtet. Die Links zu den Artikeln gibt es am Ende des Beitrags. Jetzt also wieder etwas Neues: ein mobiles Exoskelett, das speziell der robotergestützten Therapie des Oberkörpers nach Schlaganfall dienen soll. Schauen wir es uns einmal an.

Wer hat´s erfunden?

Wissenschaftler des Robotics Innovation Center des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI). Das DFKI entwickelt mobile Robotersysteme, die komplexe Aufgaben lösen können. Nicht nur für die Rehabilitation. Aber eben auch. Das Design der Systeme orientiert sich an Vorbildern aus der Natur. Die Projekte sind öffentlich gefördert oder im konkreten Auftrag der Industrie. Wie dieses Exoskelett. Das wurde in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen rehaworks entwickelt. Und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit knapp drei Millionen Euro gefördert.

Zum Exoskelett

Das hier vorgestellte Exoskelett dient der äußeren Unterstützung des menschlichen Bewegungsapparates. Der Patient oder eine dritte Person können zwischen drei verschiedenen Steuerungsmodi wählen.

  1. Durch die Bewegung des einen Armes bewegt sich der andere mit, d.h. er führt die exakt gleiche Bewegung aus wie der „gesunde“ Arm
  2. Ein Therapeut trainiert eine Bewegung durch Führung ein, das System führt sie danach selbstständig aus.
  3. Der Patient steuert das Exoskelett durch Rest-Muskelaktivität. Das Gerät misst dazu Elektromyograie-Signale. Daraus leitet es die Bewegungsabsicht ab und unterstützt den Patienten in seiner Bewegung intuitiv.

Ein Bild – in diesem Fall ein  Video – sagt mehr als tausend Worte. Deshalb fasse ich mich kurz und empfehle das nachfolgende Video:

Presseinformation des DFKI

Mein Fazit

Robotergesteuerte Unterstützungssysteme gewinnen in der Rehabilitation – wie man auch an den zahlreichen Berichten hier auf HealthcareHeidi sieht – immer mehr an Bedeutung. Im März habe ich an der Stelle auch über die Aufnahme eines solchen Exoskeletts in das Hilfsmittelverzeichnis berichtet (s. unten). Ich bin ganz ehrlich: ich finde es wichtig und richtig, dass es robotergestützte Systeme in der Therapie und Rehabilitation von Schlaganfall, inkompletter und kompletter Querschnittlähmung gibt. Und ich glaube auch daran, dass sie mittel- bis langfristig Erfolg bringen. Ob man seinen Alltag mit einem solchen System „gestaltet“ kann nur ein Betroffener wirklich beurteilen.


Exosuit verbessert Gangbild           Smarter Handschuh Rapael             Roboterhand für Gelähmte

Exoskelett in Hilfsmittelverzeichnis aufgenommen

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Vorhofflimmern mit Wearable entdecken

Ein Mini-EKG-Gerät in Form eines innovativen Pflasters, das einfach auf den Burstkorb aufgeklebt wird, zeichnet über zwei Wochen EKG-Signale auf. So kann auch nur sporadisch auftretendes Vorhofflimmern zuverlässig erkannt werden.

Hintergrund zum Vorhofflimmern

Vorhofflimmern ist für ein Drittel aller Schlaganfälle verantwortlich. Bei den meisten Patienten tritt es aber nur sporadisch auf. Daher wird es bei Routineuntersuchungen beim Arzt oftmals gar nicht oder allenfalls als Zufallsbefund entdeckt. Das ist riskant, denn bei jedem fünften Patienten wird die Diagnose erst nach dem ersten Schlaganfall gestellt.

Bei manchen Risikopatienten wird daher ein Langzeit-EKG veranlasst. Früher waren dafür nur sehr unhandliche Geräte im Einsatz, die der Patient rund um die Uhr mit sich führen musste. Die Miniaturisierung der Technik ist inzwischen zum Glück weit vorangeschritten. Zio ist eines dieser innovativen Mini-EKG-Geräte, die heute ein patientenfreundliches Langzeit-Monitoring ermöglichen. Es wurde von der iRhythm Technologies entwickelt und ist in den USA auch bereits zugelassen.

So geht zeitgemäßes Langzeit-EKG mit Zio

Zio ist ein Pflaster, in das ein kleiner Rekorder integriert ist. Zio wird auf den Burstkorb aufgeklebt und zeichnet über 2 Wochen kontinuierlich EKG-Signale auf.

 

Vorteil für Patienten:

Zio ermöglicht ein komfortables lückenloses EKG-Monitoring ohne Kabelgewirr. Man kann damit problemlos schlafen, Sport treiben und sogar duschen.

Vorteil für Ärzte:

Zio liefert nicht nur einen Report sondern auch gleich noch eine Interpretation der aufgezeichneten Werte mit dazu.

Die mSToPS-Studie („mHealth Screening To Prevent Strokes“)

Dieses Mini-EKG-Gerät wurde nun in einer randomisierten klinischen Studie getestet.

Ziel der Studie war es herauszufinden, wie gut Zio Vorhofflimmern entdecken kann und welche klinischen Konsequenzen sich daraus ergeben.

An der Studie nahmen 2.659 Personen teil. Das Durchschnittsalter betrug 72,4 Jahre.

Die Teilnehmer erhielten entweder sofort oder nach vier Monaten das Pflaster mit dem Rekorder, der die EKG-Signale über zwei Wochen aufzeichnete.

In der Gruppe, die das Pflaster zuerst erhielt, wurde in den ersten vier Monaten bei 3,9 % der Teilnehmer ein Vorhofflimmern neu diagnostiziert. In der Vergleichsgruppe wurde in der gleichen Zeit die Diagnose nur bei 0,9 % der Teilnehmer gestellt. Der Unterschied von 3,0 % war statistisch signifikant.

In einer zweiten Analyse wurde die Zahl der Diagnosen im Verlauf eines Jahres in beiden Screening-Gruppen mit einer Kontrollgruppe verglichen, die nicht am Screening teilgenommen hatte. Die Inzidenz war bei den gescreenten Personen mit 6,7 auf 100 Personenjahre deutlich höher als in der Kontrollgruppe, in der nur 2,6 Neudiagnosen auf 100 Personenjahre gestellt wurden. Die Differenz von 4,1 Personenjahren war ebenfalls signifikant.

Das aktive Monitoring hatte auch zur Folge, dass bei mehr Patienten als in der Vergleichsgruppe eine Behandlung mit oralen Antikoagulanzien (5,7 versus 3,7 pro 100 Personenjahre) initiiert wurde.

Fazit

Mit Hilfe dieses Wearables kann die Früherkennung des Vorhofflimmerns eindeutig verbessert werden. Ob das Screening und die daraus resultierenden therapeutischen Konsequenzen wie z. B. der Einsatz von NOAKs allerdings helfen werden, Schlaganfälle künftig zu verhindern, müssen weitere Studien erst noch klären.

Das internationale Expertengremium AF-Screen ist jedenfalls der Ansicht, dass ein flächendeckendes Screening auf Vorhofflimmern weltweit hundert­tausende Schlaganfälle verhindern könnte. AF steht übrigens für atrial fibrillation, die englische Bezeichnung für Vorhofflimmern. AF-Screen ist ein Verbund, in dem sich inzwischen immerhin 147 Kardiologen, Neurologen, Hausärzte, Gesund­heitsökonomen, Pfleger, Apotheker und Vertreter von Patientenorganisationen aus 37 Ländern zusammengeschlossen haben. In einer Publikation in Circulation schreibt AF-Screen auch, dass für die Bestätigung der Diagnose Vorhofflimmern ein EKG erforderlich ist. Damit sollten zum Screening von Vorhofflimmern nach Ansicht von AF-Screen Devices, die ein zuverlässiges EKG liefern gegenüber Puls-basierten Devices bevorzugt werden.

Über eine pulsbasierte Lösung zum Vorhofflimmern-Screening, die ein deutsches Unternehmen entwickelt hat haben wir bereits berichtet. Mit der Preventicus Heartbeat App können Patienten selbst ihren Herzrhythmus mit dem Smartphone ohne weiteres Zubehör erfassen und dokumentieren.

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Bungee-Jumps für die Hirnforschung

Ob es querschnittgelähmten Menschen eines Tages möglich sein wird, allein mit Hilfe ihrer Willenskraft etwas bewegen zu können, beschäftigt die Hirnforschung schon lange. Bereits 1964 wurde von Wissenschaftlern das sogenannte „Bereitschaftspotential“ unter Laborbedingungen beschrieben. Bislang galt es allerdings als unmöglich, es in Alltagssituation zu messen. Wissenschaftler der Uni Tübingen ist dies nun sogar unter Extrembedingungen gelungen.

Was versteht man denn in der Hirnforschung unter dem Bereitschaftspotential ?

Das Bereitschaftspotential ist eine charakteristische elektrische Spannungsverschiebung im Gehirn, die eine bevorstehende willentliche Handlung anzeigt. Diese Spannungsverschiebung entsteht bereits, bevor sich der Handelnde überhaupt darüber bewusst wird, dass er gleich eine Bewegung ausführen wird. Bisher galten Messungen des Bereitschaftspotenzials nur im Labor als möglich, da die Spannungsverschiebung im Bereich von wenigen Millionstel-Volt liegt, wie es in der Mitteilung heißt.

Was war das Anliegen der Wissenschaftler? 

Vor allen Dingen wollten sie herausfinden, ob das Bereitschaftspotential auch in Alltagsumgebungen messbar ist. Das ist nämlich relevant für die Weiterentwicklung alltagstauglicher Gehirn-Maschine Schnittstellen, denn das wäre eine wichtige Grundlage dafür, dass Querschnittsgelähmte und Schlaganfallpatienten Maschinen mit ihren Hirnsignalen steuern können.

Ferner interessierte die Wissenschaftler, ob die für eine Handlung nötige Willenskraft Einfluss auf die Ausprägung des Bereitschaftspotentials hat.

®Pixabay 30 Mal stürzten sich die Probanden für die Hirnforschung in die Tiefe.

Nicht (nur) zum Vergnügen sondern für die Forschung erklärten sich zwei Klippenspringer bereit, ihre Hirnströme vor Bungee-Sprüngen von der 192-Meter hohen Europabrücke bei Innsbruck aufzeichnen zu lassen.
Für die Messung hat man die Probanden mit drahtlosen EEG-Messgeräten ausgestattet. Die Daten der Hirnaktivität wurden damit vor und während des Sprungs aufgezeichnet.

Das spannende Ergebnis dieses Experiments:
Nach nur wenigen Sprüngen gelang es den Forschern, das Bereitschaftspotential zweifelsfrei nachzuweisen.

Damit ist es Forschern erstmals gelungen, das sogenannte Bereitschaftspotential nicht nur außerhalb des Labors sondern sogar unter Extrembedingungen zu messen.

Die Ergebnisse der Studie werden im Frühjahr 2018 in einem internationalen Fachjournal veröffentlicht. Ein Abstract ist bereits online verfügbar.

Fazit

Im Bereich der Neurotechnologie tut sich enorm viel. Erst kürzlich haben wir hier über ein weiteres Projekt, das ebenfalls an der Uniklinik Tübingen durchgeführt wurde berichtet.
Bleibt nur zu hoffen, dass von der Neurotechnik schon bald Menschen mit Lähmungen profitieren können.

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