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Abb. 1: Studie I: Verbesserung der Sitz- und Kopfposition des apallischen Patienten vor und nach dem Erigo-Training

Abb. 1: Studie I: Verbesserung der Sitz- und Kopfposition des apallischen Patienten vor und nach dem Erigo-Training

Abb. 3: Studie IV: Verbesserung der Arm- und Fingerposition eines Schlaganfallpatienten vor und nach dem Armor-Training

Abb. 2: Studie II-III: Signifikante Verbesserung der Gehfähigkeit bei Schlaganfallpatienten jeweils nach dem Lokomattraining (Lokomattraining: graue Box, konventionelle Physiotherapie: weiße Box, Baseline-Untersuchung: gepunktete Box)

 
Neurologie 17. April 2009

Stellenwert der Roboter-unterstützten Therapie in der Rehabilitation

Sinnvolle Erweiterung des therapeutischen Spektrums

Zentrale Läsionen sind Störungen des ersten motorischen Neurons und betreffen daher alle bzw. Teile der absteigenden Bahnen im Kortex. Beim sogenannten Syndrom des ersten Motorneurons werden negative und positive Phänomene unterschieden. Negative Symptome sind durch eine Reduktion der motorischen Aktivität (Muskelschwäche, Verlust der Feinmotorik, erhöhte Ermüdbarkeit), positive Symptome durch überschießende Aktivierung gekennzeichnet (Spastizität, erhöhte Sehenreflexaktivität mit Irradiation, Massenbewegungen mit Kokontraktionen, assoziierte Reaktionen etc.) [1]. Zu diesen Problemen im muskuloskelettalen Bereich gesellen sich oftmals noch neuropsychologische Störungen (frontale Akinese, Konzentrations-, Vigilanz-, Kommunikationsstörungen), visuelle und auditive Perzeptionsstörungen bzw. vaskuläre Probleme und Störungen des Verdauungs- bzw. Sexualtrakts.

Reintegration als wichtigstes Ziel

Allen Aspekten des Syndroms des ersten Motorneurons gerecht zu werden, ist eine herausfordernde Aufgabe in der Neurorehabilitation, deren Ziel die höchste Stufe an persönlicher, physischer und psychischer Leistungsfähigkeit ist und den Patienten wieder befähigen soll, sich in das gemeinschaftliche Leben zu integrieren [2]. Bereits 1910 wurde ein mechanisches Therapiesystem für Poliomyelitispatienten entwickelt. Diese Entwicklungen wurden aber in den nachfolgenden Jahrzehnten von den herkömmlichen physiotherapeutischen Methoden als unphysiologisch, als Marionettentraining, sogar als unmenschlich beurteilt. In den 70iger Jahren fokussierte die technische Entwicklung auf Systeme, die das freie Gehen unterstützten. Ab den 90iger Jahren wurden die ersten wissenschaftlichen Beiträge des manuell geführten Laufbandtrainings veröffentlicht. Optimale Belastung der Patienten, adäquater sensorischer Input, optimale Hüft- und Knieextension, bessere Koordination der Beinbewegung und aufgabenspezifisches Training in frühen und verlängerten Trainingssitzungen waren nur einige der positiv angeführten Effekte dieser neuen Therapiemethode. Die ermüdende Belastung, aber, bzw. die monotone und unphysiologische Arbeit des Therapeuten am Patienten unterstützte die Entwicklung von Systemen, die ein automatisiertes Training ermöglichten [3, 4].

Stimulation der zentralen Pattern-Generatoren

Zwei Haupteffekte dieser Systeme haben sich seither in der Fachliteratur durchgesetzt: Die Intensivierung der Therapie im Sinne der Anzahl und Dauer der Therapiesitzungen und die Spezifität des Trainings mit Verbesserung der Aufgaben des täglichen Lebens (ADLs) und einem schnelleren Outcome ([5-9]. Zusätzlich zeigt sich, dass der Patient durch Ge-wichtsentlastung primitiv motorische Schablone besser kontrollieren lernt.

Der wissenschaftliche Hintergrund des automatisierten Gehtrainings liegt in der Existenz sogenannter Zentraler Pattern-Generatoren (CPGs) im Rückenmark, intrinsische oszillierende Netzwerke, die die Fähigkeit besitzen, rhythmische Bewegungen auszuführen und die über supraspinale Zentren bzw. den peripheren, afferenten Input beeinflusst werden [10]. Die Schreitbewegungen bei Neugeborenen [11] und die Verbesserung der Gehfähigkeit bei Querschnittspatienten durch Laufbandtraining mit Körpergewichtsentlastung [12] beweisen ihre Existenz auch beim Menschen. Der aufrechte, menschliche Gang benötigt aber intensivere Kon-trollstrategien supraspinaler Zentren und absteigender Bahnsysteme des Nervensystems, die das Gleichgewicht während der Bewegung kontrollieren müssen [13].

Studie I

Training mit einem automatisierten Kipptisch von fünf kompletten Querschnittspatienten (ASIA A, 33 Jahre, 1,9 Monate post Onset) und einem schweren apallischen Patienten (51 Jahre, 14 Monate post Onset). Es konnte ein starker Einfluss des automatisierten Stepptrainings auf die Herz-Kreislaufbelastung der Querschnittspatienten und eine Verbesserung des Muskeltonus, der Aufmerksamkeit und Kopfposition bzw. eine Pflegeerleichterung bei dem SHT-Patienten erreicht werden (Abb. 1).

Studie II

Automatisiertes Gangtraining auf dem Lokomaten von 16 Schlaganfallpatienten (6 Männer, 10 Frauen, 63,4 Jahre, 2,8 Monate post Onset, 8 links- und 8 rechtshirnig). Die Daten zeigen eine signifikante Verbesserung des Lokomattrainings gegenüber der konventionellen Therapie in der Funktion, der Ausdauer, der Muskelkraft und des Muskeltonus (Abb. 2).

Studie III

Automatisiertes Gangtraining auf dem Lokomaten von 74 subakuten Schlaganfallpatienten (41 Männer, 33 Frauen, 67 Jahre, 5 Wochen post Onset, 33 links- und 34 rechtshirnig). Die Daten zeigen eine stark signifikante Verbesserung der Gehfähigkeit in beiden Gruppen von Beginn bis zum Ende der Intervention und eine nicht-signifikante Verbesserung zwischen beiden Gruppen am Ende des Trainings. Die Lokomatgruppe verbesserte sich in den ersten zwei Wochen stärker als die Kon-trollgruppe, entwickelte eine bessere Fähigkeit zur Lösung komplexer Bewegungsaufgaben wie Stiegensteigen bzw. Gehen auf unebenem Grund und zeigte eine stärkere Verbesserung der linkshirnigen Patienten als rechtshirnigen. Das Lokomattraining bewies einen großen Einfluss auf die Gangqualität der Patienten.

Studie IV

Automatisiertes Training der oberen Extremität mit einem Armroboter von acht Schlaganfallpatienten (4 Männer, 4 Frauen, 76 Jahre, 2 Monate post Onset, 8 rechtshirnig). Es zeigte sich eine signifikante Verbesserung des Muskeltonus, eine nicht-signifikante Verbesserung der ROM und der Feinmotorik gegenüber der Kon-trollgruppe. Das automatisierte Training ergab eine deutliche Verbesserung in der früheren Anwendung als in der späteren und konnte den Remissionsverlauf der Patienten deutlich beeinflussen.

Die aktuellen Daten beweisen, dass diese Roboter-gestützten Systeme eine sinnvolle Erweiterung des therapeutischen Spektrums in der Behandlung unterschiedlicher Pathologien darstellen, die Effektivität eines funktionellen Trainings erhöhen, den Rehabilitationsprozess in der Frühphase bzw. Akutphase unterstützen und eventuell die Aufenthaltsdauer der Patienten im Krankenhaus reduzieren können (Abb. 3).

 

LITERATUR

 

1. Barnes MP (2001) An overview of the clinical management of spasticity. In: Barnes MP, Johnson GR (eds) Upper motor neurone sydnrome and spasticity. Clinical management and neurophysiology. Cambridge University Press, Cambridge, pp. 1-11

2. Gresham GE, Alexander D, Bishop DS, Giuliani C, Goldberg G, Holland A, Kelly-Hayes M, Linn RT, Roth EJ, Stason WB, Trombly CA (1997) American Heart Association Prevention Conference. IV. Prevention and Rehabilitation of Stroke. Stroke 28: 1522-1526

3. Hesse S, Uhlenbrock D (2000) A mechanized gait trainer for restoration of gait. J Rehabil Res Dev 37: 701-708

4. Colombo G, Joerg M, Schreier R, Dietz V (2000) Treadmill training of paraplegic patients using a robotic orthosis. J Rehabil Res Dev 37: 693-700

5. Wagenaar RC, Meijer OG (1991) Effects of stroke rehabilitation (1). J Rehabil Sci 4: 61-73

6. Platz T (2003) Evidence-based arm rehabilitation – a systematic review of the literature. Nervenarzt 74: 841-849

7. Kwakkel G, Kollen B, Lindeman E (2004) Understanding the pattern of functional recovery after stroke: facts and theories. Restor Neurol Neurosci 22: 281-299

8. Van Peppen RP, Kwakkel G, Wood-Dauphinee S, Hendriks HJ, Van der Wees PJ, Dekker J (2004) The impact of physical therapy on functional outcomes after stroke: what’s the evidence? Clin Rehabil 18: 833-862

9. Moseley AM, Stark A, Cameron ID, Pollock A (2005) Treadmill training and body weight support for walking after stroke. Cochrane Database Syst Rev: CD002840

10. Grillner S (1975) Locomotion in vertebrates: central mechanisms and reflex interaction. Physiol Rev 55: 247-304

11. Forssberg H (1985) Ontogeny of human locomotor control: I. Infant stepping, supported locomotion and transition to independent locomotion. Exp Brain Res 57: 480-493

12. Wernig A, Muller S (1992) Laufband locomotion with body weight support improved walking in persons with severe spinal cord injuries. Paraplegia 30: 229-238

13. Schubert M (1997) Corticospinal input in human gait: modulation of magnetically evoked motor responses. Exp Brain Res 115: 234-246

Zum Autor
Mag. Andreas Mayr
Labor für Gang- und Bewegungsanalyse
Abteilung für Neurologische Akutnachbehandlung
Landeskrankenhaus Hochzirl
6170 Zirl
Fax: ++43/50504/6743423
E-Mail:

Andreas Mayr und Leopold Saltuari, Labor für Gang- und Bewegungsanalyse, Abteilung für Neurologische Akutnachbehandlung, Landeskrankenhaus Hochzirl, Zirl , Wiener Medizinische Wochenschrift Skriptum 2/2009

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