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Bewegungstherapie nach Schlaganfall

Roboterassistierte Rehabilitation

9. Mai 2017, 10:37 Uhr | Thomas Lüke

Weltweit erleiden jährlich etwa 17 Millionen Menschen einen Schlaganfall. Bei ungefähr 80 Prozent der Patienten verbleibt im Anschluss eine halbseitige Lähmung der oberen oder unteren Extremitäten. Der Bildverarbeitungsspezialist Framos hat eine Anwendung entwickelt, ...

… die mit Hilfe von Stereo Computer Vision und einem Roboterarm zukünftig die Rehabilitationsmaßnahmen im Rahmen der Bewegungstherapie nach einem Schlaganfall verbessern kann.

Eine der häufigsten Rehabilitationsmaßnahmen nach einem Schlaganfall ist die Spiegeltherapie, bei der versucht wird, die Bewegungen der gesunden Körperseite auf die zu rehabilitierenden Körperteile der anderen Seite zu projizieren. Die Bewegungen werden repetitiv durchgeführt mit dem Ziel, dass anstelle der geschädigten Neuronen andere Bereiche des Gehirns die Motorikmuster erlernen und übernehmen. Durch diese Therapieform wird der Selbstreparaturmechanismus des Gehirns signifikant beschleunigt. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass für eine schnellere Rehabilitation und eine bessere Heilungschance der Patient während der Therapie möglichst aktiv involviert werden sollte. Bisherige Systeme arbeiten jedoch meist induktiv in festen Bewegungsbahnen und berücksichtigen die natürlichen Bewegungen eines Menschen nur bedingt. Entweder wird dem Patienten an die gelähmte Gliedmaße ein Exoskelett angelegt oder er trainiert an einem festgelegten Aufbau mit Joystick-Kontrolle.

Patienten aktiv einbinden

Framos hat mit seiner Technologie des Optical Tracking Systems (OTS) eine Anwendung entwickelt, mit deren Hilfe die Spiegeltherapie mit natürlichen Bewegungen und unter aktiver Einbindung des Schlaganfallpatienten ermöglicht wird. Das OTS ist in der Lage, die Positionierung und Orientierung eines Objekts im dreidimensionalen Raum zu messen. Die gesunde Seite des Patienten wird dabei mit einem Kamerasystem überwacht und jede Bewegung auf einen Roboterarm übertragen, der mit dem zu therapierenden Körperteil verbunden ist. Das Kamerasystem wird auf dem Roboterarm montiert und mitbewegt.

»An dem gesunden Gliedmaß befinden sich retroreflektive Marker, die vom Kamerasystem beobachtet werden. Sie werden platziert, indem man dem Patienten beispielsweise einen Ärmling überstreift, auf dem sich die Marker befinden«, erläutert Benjamin Busam, Forschungsingenieur bei Framos, der zusammen mit Dr. Simon Che’Rose, Head of Imaging Systems, das System entworfen hat. »Analog zum menschlichen Sehen können zwei Kameras Tiefe wahrnehmen und die genauen Positionen der angebrachten Marker bestimmen. Diese Informationen werden dazu verwendet, dem Roboterarm mitzuteilen, wie sich der gesunde Körperteil des Patienten bewegt. Damit wird selbst bei kleinen Bewegungen die Position des Arms berechnet und auf den Roboterarm übertragen, der die Bewegungen des gesunden mit dem gelähmten Körperteil nachvollzieht.« Durch Repetition erlernt die vom Schlaganfall betroffene Gehirnhälfte die Bewegung neu.