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Rücken­mark­ver­letzte, die ein regel­mä­ßi­ges Bewegungs­trai­ning mit dem japani­schen Exoske­lett­sys­tem HAL durch­füh­ren, können ihre autonome Bewegungs­fä­hig­keit im Trainings­ver­lauf zum Teil deutlich verbes­sern. Zu diesem Ergeb­nis kommt ein Forscher­team des Berufs­ge­nos­sen­schaft­li­chen Univer­si­täts­kli­ni­kums Bergmanns­heil unter Leitung der Chirur­gi­schen Univer­si­täts­kli­nik in Koope­ra­tion mit der

Bewegungstraining mit dem Roboteranzug HAL
Bewegungs­trai­ning mit dem Roboter­an­zug HALBild: Jan Pauls

HAL ist ein Roboter­an­zug, der die Bewegungs­ab­läufe seines Trägers unter­stützt. Im Rahmen einer deutsch­land­weit einzig­ar­ti­gen Studie testen die Forscher am Bergmanns­heil seit Anfang 2012, ob das regel­mä­ßige Bewegungs­trai­ning mit dem HAL (Hybrid assis­tive limb) positive Effekte für die Rehabi­li­ta­tion rücken­mark­ver­letz­ter Patien­ten bringt. Das Erkennt­nis­in­ter­esse fokus­siert sich in erster Linie darauf, ob das Training zu einer gestei­ger­ten Mobili­tät, inten­si­vier­tem Muskel­auf­bau sowie zu mehr Muskel­leis­tung des Patien­ten mit höherem Aktivi­täts­ni­veau des Nerven­sys­tems führen kann.

Bereits in einer Pilot­stu­die mit acht rücken­mark­ver­letz­ten Patien­ten, die über 90 Tage mit dem HAL-System trainier­ten, konnte eine eindrucks­volle Verbes­se­rung senso­mo­to­ri­scher Funktio­nen nachge­wie­sen werden. Jetzt zeigte sich erneut anhand eines Fallbei­spiels der Erfolg des HAL-Bewegungs­trai­nings: Ein 34-jähri­ger Mann erlitt bei einem Arbeits­un­fall eine schwere Verlet­zung der mittle­ren Brust­wir­bel­säule sowie eine Begleit­ver­let­zung der rechten Hüftge­lenks­pfanne. Die Diagnose lautete: Initial inkom­plette Paraple­gie, also eine Querschnitt­läh­mung mit gerin­ger Restfunk­tion in puncto Bewegung und Berüh­rungs­emp­fin­den. Nach opera­ti­ver Versor­gung der Wirbel­säu­len­ver­let­zung und Aushei­lung der weite­ren Knochen­brü­che wurde der Patient 77 Tage nach seinem Unfall in das HAL-Trainings­pro­gramm aufge­nom­men. In den folgen­den zwölf Wochen führte er täglich ein Gangtrai­ning mit dem HAL-Exoske­lett durch.

Positive Thera­pie-Ergeb­nisse

Nach Abschluss des Trainings regis­trier­ten die Forscher bei dem Patien­ten eine deutli­che Verbes­se­rung seiner Muskel­funk­tio­nen. Sukzes­sive konnte erreicht werden, dass er immer weniger auf Hilfs­mit­tel zur Mobili­täts­un­ter­stüt­zung angewie­sen war. Heute ist der Patient in der Lage, selbst­stän­dig an zwei Unter­arm­stüt­zen zu gehen. „Aktuell erwei­tern wir die klini­schen Unter­su­chun­gen mit dem HAL Exoske­lett zum Einsatz für die Behand­lung Rücken­mark­ver­letz­ter“, sagt Prof. Dr. Thomas A. Schild­hauer, Direk­tor der Chirur­gi­schen Univer­si­täts­kli­nik und Leiter der Forscher­gruppe. „In Zusam­men­ar­beit mit der Neuro­lo­gi­schen Klinik initi­ie­ren wir außer­dem Studien für Patien­ten nach Schlag­an­fall oder neuro­mus­ku­lä­rer Erkrankung.“

Das HAL-Prinzip

Bei HAL handelt es sich um ein sogenann­tes Exoske­lett, also ein System, das dem Körper von außen eine zusätz­li­che Stabi­li­täts­funk­tion verleiht. Es unter­stützt Menschen mit Lähmun­gen oder Bewegungs­ein­schrän­kun­gen dabei, einen Teil ihrer Mobili­tät zurück zu gewin­nen. Entwi­ckelt wurde HAL in Japan von Prof. Dr. Yoshi­yuki Sankai. Dort ist es bereits an vielen Klini­ken im Einsatz; Gehbe­hin­derte und Schlag­an­fall­pa­ti­en­ten arbei­ten dort mit dem System. Einzig­ar­tig beim HAL-System ist, dass es durch die Nerven­im­pulse des Patien­ten gesteu­ert wird. Die elektri­schen Nerven­im­pulse, die zur Bewegung eines Muskels führen, werden von Senso­ren auf der Haut des Patien­ten regis­triert, durch das System inter­pre­tiert und schluss­end­lich in eine Bewegungs­un­ter­stüt­zung der integrier­ten Elektro­mo­to­ren, welche an den Glied­ma­ßen des Patien­ten fixiert sind, umgesetzt. Die Motoren unter­stüt­zen somit Muskel­funk­tio­nen und Gelenk­be­we­gun­gen. Dabei ist das System aus Spezi­al­kunst­stof­fen und mit einem Gewicht von 14 kg sehr leicht.

Auch auf dem diesjäh­ri­gen JuraHe­alth Congress, der unter dem Motto „Mein (Das) Recht auf Mobili­tät“ stand, konnte sich das inter­es­sierte Fachpu­bli­kum einen eigenen Eindruck von HAL machen. Vertrie­ben wird das System in Deutsch­land von der Cyber­dyne Care GmbH.