Walk Again Center: Exoskelett hilft Patienten beim Laufenlernen

Eine Kombination von Mensch und Maschine: Das ist kein Cyborg, sondern eine Therapie für Patienten mit neurologischen Einschränkungen. Die ist zwar mühsam, zeitigt aber Erfolge.

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Walk Again Center Berlin: konventionelle Methoden mit Roboter-gestützten kombiniert
Walk Again Center Berlin: konventionelle Methoden mit Roboter-gestützten kombiniert (Bild: Martin Wolf/ Golem.de)

Übermenschliche Kräfte durch robotische Systeme - damit werden Exoskelette gern assoziiert. Doch die Anziehroboter können nicht nur Arbeiter beim Heben unterstützen. Systeme wie Rewalk aus Israel oder X1 der US-Raumfahrtbehörde Nasa etwa können auch dabei helfen, nicht oder kaum noch vorhandene Körperfunktionen zumindest teilweise wieder zu reaktivieren.

Inhalt:
  1. Walk Again Center: Exoskelett hilft Patienten beim Laufenlernen
  2. Laufen mit HAL

Das Walk Again Center ist eine ambulante Reha-Einrichtung in Berlin, die mit solchen Systemen arbeitet. "Unser Konzept ist, High-Tech-Systeme unter einem Dach mit konventionellen Methoden anzubieten, damit die Patienten sowohl von klassischen Methoden als von auch Roboter-gestützten Methoden profitieren", erklärt Alexey Grinchenko, ärztlicher Direktor des Walk Again Center, im Gespräch mit Golem.de. Diese Kombination sei einzigartig.

Patienten sollen wieder laufen lernen

Behandelt werden hier Patienten mit motorischen Einschränkungen, etwa durch eine Verletzung der Wirbelsäule infolge eines Schlaganfalls oder Schädel-Hirn-Traumas. Dabei kommen verschiedene Systeme zum Einsatz: Mit Hilfe des Hybrid Assistive Limb (HAL), das von dem japanischen Unternehmen Cyberdyne entwickelt wurde, sollen gehbehinderte Menschen wieder das Laufen erlernen.

HAL ist ein Exoskelett, das außer in der Medizin auch in der Industrie eingesetzt wird, um Menschen mehr Kraft zu verleihen. Eine spezielle Version hat Cyberdyne für den Einsatz im zerstörten Atomkraftwerk Fukushima konstruiert.

Armeo ist für das Armtraining

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Vom Schweizer Unternehmen Hocoma stammen die beiden Geräte Lokomat Pro und Armeo Spring. Wie der Name schon andeutet, ist dieses System für das Armtraining: Das Gerät entlastet über einen Federmechanismus den Arm. Der Patient macht dann seine Übungen, die individuell für ihn angepasst werden.

  • Laufen lernen mit Hilfe von robotischen Systemen... (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • ... ist das Ziel der Physiopraxis Walk Again Center in Berlin. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Der Lokomat ist ein Gangtrainer, der konventionelle mit Roboter-gestützter Rehabilitation kombiniert. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Der Patient wird beim Gehen vom Lokomaten unterstützt. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Die Therapeuten achten auf den Gang. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Das System HAL steuert der Patient mit Nervenimpulsen. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Es ist auch ein Exoskelett. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Entwickelt wurde HAL von dem japanischen Unternehmen Cyberdyne. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Das Gehirn sendet Impulse an die Beinmuskeln, sich zu bewegen. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Elektroden nehmen die Impulse am Bein auf, die Motoren von HAL helfen den Muskeln. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Die Muskeln senden ein Signal an das Gehirn, dass eine Bewegung ausgeführt wurde. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Armeo ist ein Trainingsgerät für die Arme. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Der Patient trainiert und bewegt dabei ... (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • ... einen Cursor auf einem Bildschirm. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
Laufen lernen mit Hilfe von robotischen Systemen... (Foto: Martin Wolf/Golem.de)

Der Armeo ist dabei mit einem Computer gekoppelt. Bei den Übungen steuert der Patient beispielsweise einen Cursor und imitiert so Handlungen des täglichen Lebens oder er trainiert den lädierten Arm mit Hilfe eines Computerspiels. Der Computer zeichnet die Leistungen auf, so dass Therapeut und Patient die Fortschritte sehen können.

Lokomat hilft beim Gehen

Lokomat und HAL werden für das Training der Beine eingesetzt. Der Lokomat ist ein Gangtrainer, der konventionelle mit Roboter-gestützter Rehabilitation kombiniert: Das Gerät besteht aus drei Komponenten - dem Laufband, dem Gewichtentlastungssystem und den motorbetriebenen Orthesen für die Beine. Der Patient wird im System eingespannt und die Gewichtentlastung wird seiner aktuellen Kondition angepasst. Der Lokomat gibt dem Patienten vom Therapeuten individuell eingestellte Gangmuster vor, die Motoren geben so viel Unterstütztung wie nötig um, die Bewegungen durchzuführen. So sollen gespeicherte Bewegungsmuster abgerufen werden und der Patient wieder laufen lernen.

Dabei unterstützt der Lokomat nicht nur den Patienten. Die Therapeuten können sich nun auf das wesentliche konzentrieren: das Laufen. Die schwere physische Arbeit wird vom Roboter übernommen. Am Walk Again Center wird diese Art der Therapie nicht nur bei Erwachsenen eingesetzt. Die Berliner setzen das Gerät auch bei Kindern ab etwa zwei Jahren ein. Das sei eher ungewöhnlich, dass man beide Optionen unter einem Dach anbietet, sagt Grinchenko.

HAL reagiert auf Nervenimpulse

Anders als der Lokomat ist HAL ein aktives System, das mit Neuro-Feedback arbeitet: Für die Therapie mit HAL wird der Patient an einem Entlastungssystem, das das Gewicht des Exoskeletts trägt, auf dem Laufband aufgehängt. Will der Patient sein Bein bewegen, erfassen die Elektroden die entsprechenden Signale und leiten sie an die Motoren von HAL weiter, die den Patienten dann bei der Bewegung unterstützen. Die Muskeln wiederum senden an das Gehirn die Meldung, dass sie sich bewegt hätten.

HAL hat damit wenig gemein mit Systemen wie Rewalk oder Ekso Bionics: Das sind Exoskelette, die den Körper stützen und die Beine bewegen, und so Querschnittgelähmten immerhin ermöglichen, zu gehen.

Aber Grinchenko will mehr.

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Laufen mit HAL 
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