Exoskelette für Spastiker: Anwendung, Möglichkeiten und Perspektiven

Exoskelette, einst eine futuristische Vision, sind heute eine Realität, die das Potenzial hat, das Leben von Menschen mit Mobilitätseinschränkungen grundlegend zu verändern. Insbesondere für Menschen mit Spastiken, einer häufigen Folge neurologischer Erkrankungen, bieten Exoskelette neue Möglichkeiten zur Verbesserung der Mobilität, zur Förderung der Rehabilitation und zur Steigerung der Lebensqualität. Dieser Artikel beleuchtet die Anwendungsmöglichkeiten von Exoskeletten für Spastiker, die verschiedenen Arten von Exoskeletten, die damit verbundenen Vor- und Nachteile sowie die aktuellen Entwicklungen und zukünftigen Perspektiven in diesem spannenden Bereich.

Exoskelette: Eine Einführung

Exoskelette sind im Wesentlichen tragbare, robotergestützte Geräte, die den Körper des Benutzers umschließen und seine Bewegungen unterstützen oder verstärken. Sie bestehen aus einem Rahmen, der an den Körper angepasst wird, sowie aus Motoren, Sensoren und einer Steuerungseinheit. Exoskelette können aktiv oder passiv sein. Aktive Exoskelette erbringen ihre Kraftunterstützung elektrisch oder pneumatisch, während passive Varianten mechanisch mit Federn arbeiten und keine externe Energieversorgung benötigen.

Exoskelette in der Anwendung bei Spastikern

Spastik ist eine Form der Muskelsteifheit, die durch eine Schädigung des zentralen Nervensystems verursacht wird. Sie kann die Bewegungsfähigkeit erheblich einschränken und zu Schmerzen, Kontrakturen und anderen Komplikationen führen. Exoskelette können Spastikern auf verschiedene Weise helfen:

• Unterstützung der Bewegung: Exoskelette können die Muskelkraft ersetzen, die aufgrund von Spastik verloren gegangen ist, und so die Durchführung von Bewegungen ermöglichen, die sonst nicht möglich wären.
• Reduktion der Spastik: Durch die Unterstützung der Bewegung und die Förderung der Muskelaktivität können Exoskelette dazu beitragen, die Spastik zu reduzieren und die Muskelentspannung zu fördern. Eine Studie deutet darauf hin, dass das Gangtraining im Exoskelett eine stark schmerzlindernde Wirkung haben kann.
• Verbesserung der Körperhaltung: Exoskelette können dazu beitragen, eine aufrechte Körperhaltung zu unterstützen und so die Belastung der Gelenke zu verringern und die Atmung zu verbessern.
• Förderung der Rehabilitation: Exoskelette können in der Rehabilitation eingesetzt werden, um die Muskelkraft, die Beweglichkeit und die Koordination zu verbessern. Das EksoNR beispielsweise ist ein Exoskelett der unteren Extremitäten, das eine aufrechte Haltung unterstützt und dem Patienten beibringt, wie er wieder gehen und den natürlichen Gang wiedererlangen kann.
• Steigerung der Lebensqualität: Durch die Verbesserung der Mobilität und die Förderung der Unabhängigkeit können Exoskelette die Lebensqualität von Spastikern erheblich steigern. Die Möglichkeit, sich auf Augenhöhe mit anderen Menschen zu bewegen, kann das Selbstbewusstsein stärken und die soziale Teilhabe fördern.

Arten von Exoskeletten

Es gibt verschiedene Arten von Exoskeletten, die für unterschiedliche Anwendungen und Bedürfnisse entwickelt wurden:

• Exoskelette für die unteren Extremitäten: Diese Exoskelette unterstützen das Gehen und Stehen. Sie sind besonders nützlich für Menschen mit Querschnittlähmung, Multipler Sklerose oder anderen neurologischen Erkrankungen, die die Beinmuskulatur beeinträchtigen. Beispiele hierfür sind das EksoNR und das ReWalk-System.
• Exoskelette für die oberen Extremitäten: Diese Exoskelette unterstützen die Arme und Hände. Sie können Menschen mit Muskelschwäche, Spastik oder motorischen Defiziten helfen, alltägliche Aufgaben wie Greifen, Halten und Heben auszuführen. Ein Beispiel hierfür ist das an der Universität Stuttgart entwickelte Hand-Exoskelett.
• Ganzkörper-Exoskelette: Diese Exoskelette unterstützen sowohl die oberen als auch die unteren Extremitäten. Sie sind für Menschen mit schwerwiegenden Mobilitätseinschränkungen gedacht.

Beispiele für Exoskelette und ihre Anwendung

• EksoNR: Dieses Exoskelett ist für die Neuro-Rehabilitation geeignet und kann Menschen mit Lähmungen der unteren Extremitäten eine vollständige Unterstützung oder eine an die eigenen Fähigkeiten angepasste Unterstützung bieten. Es überwacht die Gelenke und Bewegungen der Beine, um eventuell angeeignete Gang-Kompensationsmuster zu verhindern und hilft einen natürlichen Gang ohne Beschwerden wiederherzustellen.
• ReWalk: Dieses System soll Menschen mit Rückenmarkverletzungen das unabhängige Gehen ermöglichen. Es nutzt Bewegungssensoren, um Bewegungen des Oberkörpers in reziproke Gehbewegungen umzusetzen.
• HAL (Hybrid Assistive Limb): Dieses Exoskelett erhält seine Bewegungsimpulse durch myoelektrische Signale, die mittels Sensoren auf der Haut des Probanden detektiert werden und so die Gehhilfe steuern. Es ist besonders für Menschen mit inkompletter Querschnittlähmung geeignet, da es die Restmuskelaktivität zur Steuerung des Exoskeletts nutzt und so eine intrinsische Feedbacktherapie ermöglicht.
• Hand-Exoskelett der Universität Stuttgart: Dieses Exoskelett wurde entwickelt, um die Greiffähigkeit einer gelähmten Hand wiederherzustellen. Es besteht aus individuell anpassbaren Fingermodulen, die es dem Patienten ermöglichen, seine Hand zu spreizen, seitlich zu bewegen und einzelne Finger zu bewegen.

Voraussetzungen und Einschränkungen

Der Einsatz von Exoskeletten ist nicht für jeden Spastiker geeignet. Es gibt eine Reihe von Voraussetzungen, die erfüllt sein müssen:

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• Körperliche Voraussetzungen: Die Hersteller machen bestimmte Vorgaben in Bezug auf Gewicht, Körpergröße und Körperbau der Probanden. Kontrakturen und schwere Spastiken können Ausschlusskriterien sein. Auch müssen die Hüftgelenke frei beweglich sein.
• Gesundheitliche Voraussetzungen: Osteoporose, schwere Herz-Kreislauf-Beschwerden und andere gesundheitliche Probleme können den Einsatz von Exoskeletten ausschließen. Vorab muss immer eine individuelle Beurteilung durch den Arzt stattfinden.
• Umweltbedingungen: Ein Einsatz auf rutschigem, instabilem oder weichem Untergrund ist nur bedingt möglich.

Darüber hinaus gibt es einige Einschränkungen bei der Verwendung von Exoskeletten:

• Kosten: Die Anschaffungskosten für Exoskelette sind hoch. Die Kosten für eine Anschaffung werden mit etwa 50.000 bis 100.000 Euro beziffert. Da die Therapie mit dem EksoNR noch nicht im Heilmittelkatalog aufgeführt ist, muss eine Kostenübernahme immer im Einzelfall geprüft werden.
• Technischer Aufwand: Das Anlegen und Bedienen von Exoskeletten erfordert Übung und kann zeitaufwendig sein.
• Eingeschränkte Mobilität: Exoskelette ermöglichen zwar das Gehen, aber die Bewegungsfreiheit ist dennoch eingeschränkt. Die Nutzung von Gehbock, Rollator oder Unterarmgehstützen ist oft obligat.

Therapeutische Aspekte und Rehabilitation

Die therapeutische Anwendung von Exoskeletten ist ein vielversprechendes Feld. Insbesondere für inkomplett Querschnittgelähmte kann mit dem HAL®-System ein funktionelles Training angeboten werden. Auch im Falle von kompletten Querschnittlähmungen sind die „posture controlled“ Exoskelette in der Lage, zumindest ein Kreislauftraining zu gewährleisten und neuropathische Schmerzen wahrscheinlich positiv zu beeinflussen.

Studien haben gezeigt, dass das Training mit Exoskeletten positive Auswirkungen auf verschiedene Aspekte der Gesundheit haben kann:

• Verbesserung der Muskelkraft und Ausdauer: Durch das Training im Exoskelett werden die Muskeln gestärkt und die Ausdauer verbessert.
• Reduktion der Spastik: Das regelmäßige Gehen mit einem Exoskelett kann dazu beitragen, die Spastik zu reduzieren.
• Verbesserung der Knochendichte: Die aufrechte Haltung und die Belastung der Knochen können die Knochendichte verbessern und Osteoporose vorbeugen.
• Verbesserung der Herz-Kreislauf-Funktion: Das Training im Exoskelett kann die Herz-Kreislauf-Funktion verbessern.
• Verbesserung der psychischen Gesundheit: Die erhöhte Mobilität und Unabhängigkeit tragen zu einem besseren Selbstwertgefühl und einer positiven Einstellung bei.

Aktuelle Entwicklungen und zukünftige Perspektiven

Die Entwicklung von Exoskeletten schreitet rasant voran. Zukünftige Exoskelette werden voraussichtlich leichter, kompakter und leistungsfähiger sein. Sie werden über verbesserte Steuerungssysteme und Sensoren verfügen, die eine natürlichere und intuitivere Bedienung ermöglichen. Auch die Integration von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen wird eine wichtige Rolle spielen, um die Exoskelette an die individuellen Bedürfnisse des Benutzers anzupassen und die Bewegung zu optimieren.

Ein weiterer wichtiger Trend ist die Entwicklung von Exoskeletten für spezifische Anwendungen, wie z.B. die Rehabilitation nach einem Schlaganfall oder die Unterstützung von Menschen mit Multipler Sklerose. Auch die Entwicklung von Exoskeletten für Kinder und Jugendliche mit Mobilitätseinschränkungen ist ein vielversprechendes Feld.

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Es ist davon auszugehen, dass Exoskelette in Therapie und Praxis auf mittlere Sicht einen festen Platz im Spektrum der Möglichkeiten einnehmen werden, Menschen mit Mobilitätseinschränkungen zu mehr Mobilität zu verhelfen.

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