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Roboter helfen auf die Beine

Roboter helfen auf die Beine (Foto: Brian Bailey)

Waldspaziergang auf dem Laufband, Torwarttraining mit der Arm-Manschette oder Skispringen an der Spielekonsole – am SRH Gesundheitszentrum in Bad Wimpfen unterstützen Computer und Roboter die Therapeuten bei ihrer Arbeit. Bei den Patienten kommt das gut an: Sie haben mehr Spaß und trainieren effektiver.

Ein Lächeln liegt auf Maria Götzes Gesicht. Gleich hat die 77-Jährige das Reh eingeholt. Noch ein großer Schritt mit dem rechten Bein, dann kann sie nach dem Tier greifen. Die Seniorin läuft allerdings nicht in einem echten Wald umher. Sie trainiert das Gehen mithilfe eines Gang-Roboters, dem Lokomaten. Während sie in einer Apparatur voranschreitet, sieht sie sich auf einem Monitor als sportlichen Avatar durch einen virtuellen Forst wandern. Im richtigen Leben ist Maria Götz momentan nicht so beweglich. Seit einer Erkrankung an der Lendenwirbelsäule im April ist sie auf den Rollstuhl angewiesen. Sieben Wochen lang haben Professor Dr. Volker Hömberg, Chefarzt der Neurologie am SRH Gesundheitszentrum in Bad Wimpfen, und sein Team die Patientin betreut. „Der Lokomat ist ein intelligentes, computerunterstütztes Therapiesystem für motorische Störungen“, erklärt Prof. Hömberg. „Mithilfe der Roboter können wir insbesondere bei schwerstbetroffe­nen Menschen sehr früh mit der Therapie beginnen. Die Roboter nehmen unseren Therapeuten keine Arbeit ab, sondern unterstützen sie und eröffnen neue therapeutische Möglichkeiten.“ Die Geräte stellen sicher, dass Übungen oft wiederholt und zielgenauer und schneller ausgeführt werden. „Das ist wichtig für motorisches Lernen“, sagt der Chefarzt.

Zudem geben die Roboter den Übungen etwas Spielerisches, etwas, das motiviert. „Der Spaß an der Therapie ist ausschlaggebend für den Heilungserfolg“, betont der Mediziner. „Viele unserer Patienten hatten einen Schlaganfall oder haben ein Schädel-Hirn-Trauma erlitten. Das sind einschneidende biografische Ereignisse. Viele haben schon sehr viel Leid erfahren“, weiß Hömberg. Mit 60 bis 70 Prozent stellen Schlaganfall-Patienten in der neurologischen Rehabilitation Phase C und D die größte Gruppe in Bad Wimpfen dar. Danach folgen Patienten mit Schädel-Hirn-Verletzungen, degenerativen Erkrankungen wie Parkinson, entzündlichen Erkrankungen wie Multipler Sklerose oder Hirntumoren. „Akzeptanzprobleme gegenüber den Robotern gibt es nicht. Auch betagte Patienten spielen gerne. Und sie brauchen dazu keinerlei Computerkenntnisse“, sagt Volker Hömberg. 

Der Roboter gibt den Ton an

Maria Götz hat gute Erfahrungen mit dem 200.000 bis 300.000 Euro teuren Lokomaten gemacht. „Das Training ist sehr angenehm. Die Beine werden schön warm“, stellt sie lächelnd fest. Zu Beginn jeder Therapieeinheit legt ihr Joachim Berger einen Hüft- und Sitzgurt – ähnlich einem Klettergurt – an und hängt diesen am Gestell des Lokomaten ein. „Die Patientin wird dadurch von ihrem Eigengewicht entlastet und schwebt zunächst über dem Laufband“, erklärt der Therapeut. Dann wird Maria Götz mit den Gangorthesen verbunden. Wird das Gerät einge­schaltet, bewegen die verschiedenen Motoren des Lokomaten die Hüft- und Kniegelenke der Patientin. Sie läuft wieder – wenn auch nur mittelbar. „Das ist gerade für schwerkranke Patienten, die sonst nur liegen und sitzen können, eine erstaunlich positive Erfahrung“, berichtet Berger.

Während des Trainings mit dem Gang-Roboter bekommt der Therapeut über den Bildschirm ein direktes Feedback und kann die Roboter-Unterstützung der Beine optimal auf den Patienten einstellen. Auch Letzterer bekommt über seinen eigenen Großbild-Monitor eine spielerische Rückmeldung: Er hat ein Reh eingeholt, kleine Hunde gefüttert oder Luftballons zum Platzen gebracht. Für die unterschiedlichsten Interessen gibt es auch verschiedenste Computeranimationen. 

Sieben Wochen lang hat Maria Götz täglich robotergestützt trainiert, zudem standen konventionelle Therapien auf dem Behandlungsplan. Ohne Hilfe kann sie zwar noch immer nicht alleine gehen, aber zumindest ist sie in der Lage, im Rollstuhl sitzend die Beine wieder anzuheben. „Das ist immerhin ein kleiner Fortschritt. Die Erkrankung hat mich stark verunsichert. Man sorgt sich natürlich, wie das Leben nun weitergeht. Jetzt fühle ich mich nicht mehr ganz so unbeweglich und bin  ein bisschen zuversichtlicher.“ Geduld müssen Patienten aber trotz Gehroboter mitbringen, weiß Therapeut Berger. „Es bleibt ein weiter Weg von den ersten Gehversuchen im Lokomaten bis zum richtigen Gehen.“

Geballte Kompetenz im neuen Zentrum

Hergestellt wird die robotergestützte Gangorthese vom Schweizer Unternehmen Hocoma, dem Weltmarktführer bei der Produktion von Therapie-Robotern. Gemeinsam mit Hocoma hat die SRH am Standort Bad Wimpfen ein Referenzzentrum für computergestützte Therapie aufgebaut. „Hier können wir medizinische Kompetenzen und das Fachwissen von Ingenieuren vernetzen und die Systeme weiterentwickeln“, sagt Chefarzt Volker Hömberg. Denn der Lokomat fürs Gehtraining ist nicht der einzige seiner Art: Daneben stehen zur Therapie der Arm-Motorik drei weitere Roboter von Hocoma zur Verfügung, hinzu kommen drei Geräte in der Orthopädie zur Therapie von Rückenleiden. Und zu guter Letzt ist auch die Spielekonsole Wii von Nintendo – ausgestattet mit Spezialprogrammen – in der Therapie im Einsatz. Ziel des Referenzzentrums ist, die Lebensqualität der Patienten mit wissenschaftlich anerkannten und innovativen Trainingssystemen weiter zu verbessern. 

Spielerisch trainieren

Mit dem Arm-Roboter Armeo Power und seiner Torwart-Animation können sich fußballbegeisterte Patienten auch nach der Weltmeisterschaft ein bisschen wie Nationaltorhüter Manuel Neuer fühlen – und zugleich die Beweglichkeit ihrer Arme und Hände trainieren. Wie der Lokomat verfügt auch dieses Gerät über Motoren, die die Gelenke mehr oder weniger stark unterstützen können. Der Patient steuert über den mit dem Roboter verbundenen Arm die Torwart-Figur auf dem Bildschirm vor ihm. „Wie bei einem Computerspiel erwerben die Patienten, je nach Qualität der Ausführung, Belohnungspunkte. Das setzt Anreize. Sie versuchen, ihre Fähigkeiten von einer Therapieeinheit zur nächsten zu verbessern“, erklärt Therapeut Joachim Berger. „Mit dem Armeo trainiert man spielerisch verschiedene Bewegungsabläufe und auch isolierte Bewegungen, je nach Auswahl des Spieles, angepasst an die Schädigung des Patienten.“ Und wer es mit Fußball nicht so hat, kann alternativ zum Beispiel virtuelle Frisbee-Scheiben werfen oder – besonders praxisnah – Konservendosen aus einem digitalen Supermarktregal nehmen und in den computeranimierten Einkaufs­wagen stellen. 

Patienten, die bereits Fortschritte gemacht haben und schon wieder über eine gewisse eigene Willküraktivität im Arm verfügen, trainieren an einem anderen Roboter-Typ, dem Armeo Spring. Er besitzt keine Schrittmotoren, sondern wird über Federkraft gesteuert. So muss der Patient für das Training mehr eigene Kraft einsetzen.

Computer werden zum Trainingspartner

Doch nicht nur Roboter eignen sich, um Patienten wieder fit für den Alltag zu machen und zum Training anzuhalten. Auch rein computerunterstützte Systeme ohne größere Gerätschaften kommen in Bad Wimpfen zum Einsatz. Einfachstes Beispiel, das viele Patienten auch schon von zu Hause kennen: der übergroße Flachbildschirm, der im Therapie-Raum hängt und an den eine Nintendo-Spielekonsole angeschlossen ist. Via „Balance-Board“ können die Patienten als virtuelle Seiltänzer das Gleichgewicht trainieren oder Skispringen üben. „Mit Computern können nicht nur motorische, sondern auch kognitive Fähigkeiten trainiert werden, zum Beispiel Aufmerksamkeit, Konzentration, Gedächtnis- und manche Wahrnehmungsleistungen“, erklärt Neurologe Volker Hömberg. Auch Patienten mit chronischen Schmerzen an der unteren Wirbelsäule werden in Bad Wimpfen computerunterstützt behandelt. Ziel des Trainings mit dem sogenannten Hocoma Valedo ist es, die Mobilität und Stabilität dieser Rückenpartie zu verbessern. Zunächst werden dazu zwei Sensoren am Rücken des Patienten befestigt. Sie übertragen die Bewegungen auf den Kontroll­bildschirm. Das Training besteht darin, durch Bewegungen der Wirbelsäule verschiedenste Aufgaben zu bewältigen: einem virtuellen Fisch zu möglichst vielen Muscheln zu verhelfen und sich nicht von den Kraken erwischen zu lassen oder eine Kugel durch ein sich drehendes Labyrinth zu bugsieren. Diese Form der Therapie kommt besonders bei jüngeren Patienten gut an. High Scores und Bestzeiten motivieren – und zeigen, ob und wie groß die Fortschritte ausfallen. Trainiert wird täglich für jeweils 25 Minuten, alleine oder in Gruppen. Diese Therapie ist auch für Patienten mit Verletzungen oder Operationen an den unteren Extremitäten geeignet. Die Körperwahrnehmung lässt sich darüber ebenso verbessern wie das Gleichgewicht.

Neue Technik – neue Möglichkeiten

Eine medizinische Revolution sind Computer und Roboter im therapeutischen Einsatz zwar nicht. „Grundsätzlich werden Computer schon lange in der neurologischen Rehabilitation eingesetzt“, erklärt Professor Hömberg, der auch Generalsekretär im Weltverband für neurologische Rehabilitation ist. Er hat sich bereits vor 30 Jahren bei seiner Arbeit für die Hannelore Kohl Stiftung mit dem Thema „Computer helfen heilen“ beschäftigt. Aber die moderne Technik macht eben immer mehr möglich. „Aktuell arbeiten wir gemeinsam mit den Informatikern der SRH Hochschule Heidelberg am Forschungsprojekt Serious Games und in einer Arbeitsgruppe an der ETH Zürich.“ Ziel ist, zwei oder mehrere Patienten in ihren Robotern miteinander oder auch gegeneinander arbeiten zu lassen, sodass ein zusätzlicher spielerischer Anreiz fürs Training entsteht. „Spätestens seit der Fußball-Weltmeisterschaft wissen wir ja wieder, wie genussvoll Wettbewerb ist“, sagt er lächelnd. 

Spielwiesen für Verbesserungen sieht Hömberg noch einige: Für ausgeprägte Störungen der Hand- und Fingergelenke könnten beispielsweise noch roboter- und computergestützte Therapien etabliert werden. Auch die Mess- und Feedbackeigenschaften könnten noch weiter verfeinert werden. Viel Potenzial also für das neue Referenzzentrum in Bad Wimpfen.

Von Petra Prenzel

Computergestützte Therapie an drei SRH Standorten

An mittlerweile drei Kliniken bietet die SRH neurologische Rehabilitation mithilfe von Computern und Robotern an. Dafür hat das Unternehmen insgesamt 1,5 Millionen Euro investiert.

 

SRH Gesundheitszentrum Bad Wimpfen

Das SRH Gesundheitszentrum in Bad Wimpfen ist eine Fachklinik für Prävention, Rehabilitation und Anschlussbehandlungen mit drei Fachabteilungen: Innere Medizin, Orthopädie und Neurologie mit den Rehabilitationsphasen C und D. Jährlich werden rund 6.000 Patienten behandelt. Die Neurologie bietet Platz für 80 Betten. Zurzeit wird zusätzlich das „Haus der Neurologie“ gebaut, das Anfang 2015 fertig werden soll. Es bringt 84 weitere Betten und mehr Therapieflächen. Dort wird auch das neue Referenzzentrum für compu­tergestützte Therapie angesiedelt. In Bad Wimpfen kommen ein Lokomat, ein Armeo Power, zwei Armeo Spring und drei Valedo-Geräte zum Einsatz. 

 

SRH Fachkrankenhaus Neresheim 

Das SRH Fachkrankenhaus Neresheim in der Nähe von Aalen ist eine neurologisch-neurochirurgische Klinik. Sie ist auf die Behandlung von Patienten mit schwersten Schädel-Hirn-Verletzungen sowie Hirnschädigungen spezialisiert. In den beiden Fachabteilungen Intensivmedizin und neurologische Frührehabilitation arbeiten Fachärzte für Neurologie, Innere Medizin, Anästhesie sowie Physikalische und Rehabilitative Medizin interdisziplinär zusammen. Das Krankenhaus verfügt über 48 Betten, davon sind zwölf Intensivbehandlungsplätze, sowie einen eigenen OP. In Neresheim werden ein Lokomat sowie ein Armeo-Roboter zur Therapie eingesetzt. 

 

SRH Klinikum Karlsbad-Langensteinbach 

Das Fach- und Akutkrankenhaus Karlsbad-Langensteinbach in der Nähe von Karlsruhe verfügt über 13 spezialisierte Fachbereiche. Dazu zählen Wirbelsäulenchirurgie, Querschnittlähmungen, Orthopädie, Innere Medizin, Gefäßchirurgie, Schmerztherapie und Psychiatrie. Jährlich werden 30.000 Patienten behandelt, davon 20.000 ambulant. Das Klinikum verfügt über 457 Betten. Für die Therapie neurologischer Patienten steht ein Lokomat zur Verfügung. 

Patienten in der Phase C

Patienten in der Phase C benötigen keine intensivmedizinische Überwachung mehr, müssen aber noch erheblich gepflegt werden. Sie sind überwiegend bewusstseinsklar und so handlungsfähig, dass sie schon täglich an Therapiemaßnahmen mitarbeiten können.

Patienten der Phase D

Patienten der Phase D haben schon ihre Selbstständigkeit bei Aktivitäten des täglichen Lebens, insbesondere im Bereich der Selbstversorgung, wiedererlangt. 

Aufzeichnung von L-STIFF für das linke Bein bei einem querschnittgelähmten Patienten vor und nach der Lokomat-Therapie. Eine reduzierte Gelenksteifigkeit ist sichtbar (gemessen bei 120° pro Sekunde).

Quelle: Universitätsklinik Balgrist, Zürich

 

 

Roboter helfen auf die Beine (Foto: Brian Bailey)

Volker Hömberg, Chefarzt der Neurologie

„Mithilfe der Roboter können wir insbesondere bei schwerstbetroffenen Menschen sehr früh mit der Therapie beginnen.“

Willküraktivität

Die Willküraktivität bezeichnet, ob und wie gut oder schlecht ein Patient seine Muskulatur willentlich und gezielt einsetzen kann, um so zum Beispiel seine Arme und Beine zu bewegen.

 

 

 

Roboter helfen auf die Beine (Bild: Hocoma Schweiz)
Roboter helfen auf die Beine (Bild: Hocoma Schweiz)

Bunte, lebhafte Computerspiele motivieren Patienten, sich zu bewegen.