Markt für die Behandlung von Tetraplegie: Innovationen und Herausforderungen

Einführung

Die Tetraplegie, auch bekannt als Quadriplegie, ist eine Lähmung, die alle vier Gliedmaßen und den Rumpf betrifft. Sie entsteht durch eine Schädigung des Rückenmarks im Halsbereich, wodurch die Beweglichkeit und Griffkraft der Hände oft stark eingeschränkt sind. Die Behandlung von Tetraplegie konzentriert sich auf die Verbesserung der Lebensqualität und die Förderung der Unabhängigkeit der Betroffenen. Der Markt für die Behandlung von Tetraplegie umfasst eine Vielzahl von Hilfsmitteln, Therapien und Technologien, die darauf abzielen, die motorischen, sensorischen und vegetativen Funktionen zu verbessern.

Ursachen und Auswirkungen der Querschnittlähmung

Eine Querschnittlähmung entsteht durch eine Schädigung des Rückenmarks, die durch Unfälle oder Krankheiten verursacht werden kann. Die Schädigung der motorischen und sensiblen Bahnen sowie des vegetativen Nervensystems führt zu Lähmungen der Muskulatur unterhalb des Verletzungsniveaus, Veränderungen der Sensibilität und Störungen der vegetativen Funktionen. Die Symptome variieren je nach Höhe der Rückenmarkschädigung und können zu einer vollständigen oder teilweisen Lähmung der Beine (Paraplegie) oder aller vier Gliedmaßen (Tetraplegie) führen.

In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich das Bild eines typischen Patienten mit Querschnittlähmung erheblich gewandelt. Während früher traumatische Ursachen wie Verkehrsunfälle und Sportunfälle überwogen, sind es heute zunehmend nicht-traumatische Ursachen wie Entzündungen, Tumore oder degenerative Veränderungen der Wirbelsäule, die zu einer Querschnittlähmung führen. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Altersstruktur der Betroffenen, wobei zunehmend eine Zweigipfligkeit in den Altersklassen 18-30 und 60-75 Jahren auftritt. Auch der Anteil der Patienten mit Tetraplegie hat sich erhöht und macht aktuell etwa 40 % des Gesamtkollektivs aus.

Die Folgen des Verlusts der Geh- und insbesondere der Greiffunktion auf die Teilhabe der Betroffenen am gesellschaftlichen Leben sind dramatisch. Für hochgelähmte Menschen hat die Verbesserung der Greiffunktion höchste Priorität. Da es bis heute keine ursächliche Therapie der Rückenmarkschädigung gibt, sind es hauptsächlich rehabilitative Maßnahmen, die den Betroffenen zu mehr Selbstständigkeit verhelfen.

Innovative Hilfsmittel und Technologien für Tetraplegie

Greifsysteme und Handorthesen

Die eingeschränkte Handfunktion, die mit hohen Querschnittlähmungen einhergeht, kann mit den gängigen Therapieformen nur in begrenztem Umfang behoben werden. Elektronische bzw. elektropneumatische Greifsysteme können beim Meistern der Herausforderungen des Alltages einen entscheidenden Unterschied machen.

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Bateo Greifarm: Der Bateo Greifarm des Herstellers Exxomove kann am Elektro-Rollstuhl montiert und über die Rollstuhlsteuerung bedient werden. Der Roboterarm hat eine Reichweite von einem Meter und verfügt wegen seiner fünf Gelenke über eine beachtliche Flexibilität. Mit ihm werden auch Menschen mit stark eingeschränkter Handfunktion in die Lage versetzt, alltägliche Aufgaben zu bewältigen.

Carbonhand: Die Carbonhand (ebenfalls von Exxomove) ist eine Handorthese für Menschen mit Greifschwäche. Sie verstärkt die Greifbewegungen, indem sie wie ein Handschuh über die Hand gezogen wird und Sensoren an den Fingerspitzen die Bewegung durch Kontraktion künstlicher Sehnen unterstützen.

Gripability: Gripability ist ein 50 g leichter, pneumatisch betriebener Greifer, der an der Hand oder einem anderen Körperteil des Benutzers befestigt wird. Das Öffnen und Schließen sowie die Kraft des Greifers steuert der Anwender mit Hilfe einer individuell angepassten Schaltung. So ausgerüstet können Menschen mit eingeschränkter oder fehlender Handfunktion eigenständig Alltagsgegenstände sicher aufnehmen, benutzen und wieder ablegen.

iARM: Menschen mit sehr hoher Querschnittlähmung könnten in ihrer Autonomie vom iARM intelligent Assistive Robotic Manipulator unterstützt werden. Der neun Kilogramm schwere Greifarm wird am Rollstuhl befestigt und über dessen Batterie mit Strom versorgt. Für die Steuerung des iARM stehen verschiedene Systeme zur Verfügung, die an die individuellen Möglichkeiten des Nutzers angepasst werden.

Robot Jaco: Neu auf dem deutschen Markt ist der Robot Jaco des kanadischen Herstellers Kinova. Dieser Roboterarm bietet eine weitere Möglichkeit, die Selbstständigkeit von Menschen mit Tetraplegie zu erhöhen.

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Armunterstützungssysteme

DAS Dynamic Arm Support: Bei fehlender Muskelkraft, aber ausreichender Motorik, hilft die DAS Dynamic Arm Support (dt.: Dynamische Armunterstützung), eine Vorrichtung, die an der Rollstuhllehne angebracht und von der Rollstuhlbatterie angetrieben wird. Während der Nutzung unterstützt sie die Armkraft und ermöglicht so das Ausführen von alltäglichen Aufgaben.

MyndMove: Mit einer Unterstützung der Armkraft (nicht der Greiffunktion) beschäftigt sich die kanadische Technologie MyndMove. Hier ist die Unterstützung für alle Augen unsichtbar in ein Kleidungsstück integriert.

Bionische Prothesen und Gehirn-Computer-Schnittstellen

In verschiedenen Einrichtungen weltweit liegt ein Forschungsschwerpunkt bei der Behandlung der Auswirkungen einer Rückenmarksverletzung auf bionischen Prothesen. Diese Hilfsmittel sollen nicht über externe Steuerelemente bedient werden, sondern mit einem Gehirnimplantat oder evtl. über Apps die Gedanken des Nutzers umsetzen können. Ein entsprechendes System wurde sehr erfolgreich an der Amerikanerin Jan Scheuermann getestet, der an der Stelle des Gehirns, die die Gliedmaßen lenkt, zwei Mikroelektroden eingesetzt wurden, die einen robotischen Greifarm steuern.

Um Neuroprothesen-Nutzern eine intuitivere Steuerung zu ermöglichen, stellt die Steuerung über eine Gehirn-Computer-Schnittstelle (Brain-Computer Interface, BCI) zur Detektion der Bewegungsintention direkt am Entstehungsort einen vielversprechenden Ansatz dar. Dies gilt besonders für Hochquerschnittgelähmte, bei denen oft nur wenige Eingabemöglichkeiten für ein HMI existieren. Aktuell sind Hybrid-BCIs (hBCIs) am aussichtsreichsten für eine Alltagsnutzung. Bei solchen hBCIs wird ein BCI mit etablierten HMIs kombiniert, zu denen Joysticks, myoelektrische Schnittstellen zur Ableitung der Aktivität von nicht durch die Lähmung betroffenen Muskeln oder Eye-Tracker gehören.

Rehabilitation und intelligente Anzüge

Ein intelligenter Anzug soll die Rehabilitation nach schweren Rückenmarksverletzungen wesentlich verbessern. Eine KI-gestützte Lösung vereint die elektrische Stimulation von Muskeln und die Bewegungsunterstützung durch künstliche Sehnen und reagiert auf die individuelle Bewegungsabsicht der Patienten. Das Projekt „HIT-Reha“ wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert und soll bis Mitte 2026 von Forschenden der FAU gemeinsam mit der Universität und dem Universitätsklinikum Heidelberg entwickelt werden.

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Die gängige Rehabilitation der Arm- und Handfunktion basiert hauptsächlich auf der wiederholten Ausführung von Bewegungsaufgaben. Zum Einsatz kommen z. B. die Funktionelle Elektrische Stimulation (FES), bei der Elektroden gezielte Muskelkontraktionen auslösen, oder sog. Exoskelette oder -anzüge. Hierbei handelt es sich um Orthesen, die mittels Seilzüge oder aufblasbarer Luftkammern einen Teil der Bewegungskraft übernehmen.

In einem Gemeinschaftsprojekt des Institut für Technische Informatik der Universität Heidelberg, der Sektion Experimentelle Neurorehabilitation des Heidelberger Universitätsklinikums und die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen/Nürnberg soll bis Mitte 2026 ein Anzug entwickelt werden, der den Therapieerfolg nach Rückenmarksverletzungen deutlich steigern soll. Der aus Kompressionsjacke, Unterarmmanschette und Handschuh bestehende Exo-Suit vereint bisherige Unterstützungssysteme wie FES und Seilzugmechanik - wird jedoch um eine entscheidende Komponente erweitert: die KI-gestützte Erkennung der Bewegungsabsicht der Patienten.

Exoskelette

Der Welt wieder auf Augenhöhe begegnen - Exoskelette machen das für Rollstuhlnutzer möglich. Aus dem Rollstuhl aufstehen und wieder gehen zu können ist gewiss die Wunschvorstellung der meisten Querschnittgelähmten. Seit einigen Jahren macht eine technische Entwicklung von sich reden, die das prinzipiell ermöglicht, zumindest für einen Teil der Betroffenen.

Exoskelette sind zunächst einmal rein mechanische, elektromotorisch bewegte Gehgestelle, in denen der Benutzer festgeschnallt wird. Der Bewegungsablauf erfolgt computergesteuert, der „Gehende“ stabilisiert den Prozeß mit der Nutzung von Unterarmgehstützen. Möglich wurden Exoskelette durch Fortschritte auf verschiedenen Gebieten. Mittlerweile tummelt sich eine ganze Reihe von Anbietern auf dem Markt.

Während einige Hersteller Produkte für den rein therapeutischen Einsatz in Kliniken entwickeln, arbeiten andere an Maschinen, die im privaten Umfeld zum Einsatz kommen und den Rollstuhl zeitweise ersetzen sollen. Einen weiteren Weg gehen Entwickler, die quasi autonom bewegungsfähige Exoskelette bauen, in denen auch Menschen mit höherer Lähmung fixiert werden können, und die Joystick-gesteuert ohne die Zuhilfenahme von Unterarmgehstützen auskommen. Einen Sonderweg beschreiten die japanischen Konstrukteure des Exoskelettes HAL. Dieses erhält seine Bewegungsimpulse durch myoelektrische Signale, die mittels Sensoren auf der Haut des Probanden detektiert werden und so die Gehhilfe steuern.

Die auf Außenstehende beeindruckend wirkenden Bilder von Querschnittgelähmten, die sich mit Exoskeletten fortbewegen, dürfen nicht darüber hinwegtäuschen, dass diese Maschinen nicht die Ursache der Lähmung therapieren, sondern bei deren Auswirkungen ansetzen. Auch ist die Möglichkeit ihres Einsatzes mit einer ganzen Reihe von Voraussetzungen verknüpft, die erfüllt sein wollen. Kontrakturen und Spastiken können Ausschlusskriterien sein. Die Hersteller machen bestimmte Vorgaben in Bezug auf Gewicht und Körpergröße der Probanden.

Vor allem vor dem Hintergrund, dass Exoskelette immer kompakter und leistungsfähiger werden, ist davon auszugehen, dass sie in Therapie und Praxis auf mittlere Sicht einen festen Platz im Spektrum der Möglichkeiten einnehmen werden, Querschnittgelähmten zu mehr Mobilität zu verhelfen.

Weitere Hilfsmittel und Unterstützung

Neben den oben genannten High-Tech-Lösungen gibt es eine Vielzahl weiterer Hilfsmittel und Unterstützungsmöglichkeiten für Menschen mit Tetraplegie:

• Rollstühle: Elektrische Rollstühle ermöglichen eine größere Unabhängigkeit und Mobilität.
• Sitzkissen: Spezielle Rollstuhlkissen verteilen den Druck optimal und beugen Druckgeschwüren vor.
• Pflegehilfsmittel: Eine Vielzahl von Pflegehilfsmitteln erleichtert den Alltag von Pflegern und Patienten.
• Kommunikationshilfen: Sprachsteuerungen und alternative Bedienungsmöglichkeiten ermöglichen die Kommunikation und Computerbedienung.
• Kleidung: Spezielle Kleidung, die im Vorderteil geteilt ist, erleichtert die Körperpflege und den Wechsel von Einlagen.
• Stehtrainer/Schrägliegebretter: Diese Hilfsmittel dienen zur passiven/assistierten Aufrichtung und fördern den Kreislauf, die Dehnung und die Knochengesundheit.

Psychologische Aspekte und soziale Unterstützung

Der psychologische Aspekt bei einer Querschnittlähmung ist sehr bedeutend. Der drastische Verlust von Mobilität und Unabhängigkeit kann zu Depressionen, Angstzuständen und emotionalem Stress führen. Die Anpassung an die neue Lebenssituation und die Notwendigkeit, Hilfe anzunehmen, belasten die psychische Gesundheit zusätzlich.

Selbsthilfegruppen, Peer-Beratung und Online-Communities ermöglichen den Austausch mit anderen Betroffenen und bieten wertvolle Unterstützung.

Crowdfunding als Finanzierungsquelle

Zahlreiche Menschen mit Querschnittlähmung oder ihre Angehörigen setzen auf Crowdfunding, um sich einen Herzenswunsch zu erfüllen oder ihre Lebenssituation in Form neuer Hilfsmittel zu verbessern. Auf Plattformen wie gofundme.com können Spendenaufrufe platziert werden, die die direkte Unterstützung eines konkreten querschnittgelähmten Menschen zum Ziel haben.

Herausforderungen und zukünftige Entwicklungen

Trotz der Fortschritte in der Behandlung von Tetraplegie gibt es noch viele Herausforderungen:

• Komplexe Versorgung: Die Behandlung von Tetraplegie erfordert eine interdisziplinäre Zusammenarbeit verschiedener Fachrichtungen.
• Hohe Kosten: Viele Hilfsmittel und Therapien sind teuer und werden nicht immer von den Krankenkassen übernommen.
• Langzeitfolgen: Querschnittlähmung kann zu einer Reihe von Langzeitfolgen wie Druckgeschwüren, Thrombosen und Spastiken führen.

Zukünftige Entwicklungen könnten die folgenden Bereiche umfassen:

• Weitere Fortschritte in der Neuroprothetik: Die Entwicklung von noch intuitiveren und leistungsfähigeren Gehirn-Computer-Schnittstellen.
• Verbesserte Rehabilitationstechnologien: Die Entwicklung von intelligenteren Anzügen und Exoskeletten, die die Rehabilitation effektiver gestalten.
• Ursächliche Therapien: Die Forschung an Therapien, die die Rückenmarkschädigung selbst behandeln können.

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