Fraunhofer IPK

Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik

Arbeitsgruppe Rehabilitationsrobotik

Allein in Deutschland erleiden jährlich über 200?000 Menschen einen Schlaganfall. Bei der Mehrzahl von ihnen treten als Folge Lähmungen bis hin zum vollständigen Verlust der Willkürmotorik auf. Im Arbeitsgebiet Rehabilitationsrobotik entstehen robotergestützte Übungsgeräte, die den Therapieerfolg in der neurologischen Rehabilitationsbehandlung zum Wiedererlernen der Bewegungsfähigkeit deutlich verbessern.

Die neurologische Rehabilitationsbehandlung zum Wiedererlernen der Bewegungsfähigkeit nach Schlaganfall, Querschnittlähmung und Schädel-Hirn-Trauma basiert auf einer intensiven und mehrere Wochen und Monate, teilweise Jahre dauernden Bewegungstherapie. Alltägliche Arm-, Hand- und Beinbewegungen wie Gehen und Treppen steigen, Greifen, Essen, Trinken und Schreiben müssen dabei wieder erlernt werden. Hierzu werden Arme und Beine des Patienten wiederholt auf natürlichen Bewegungsbahnen geführt – so erlernen gesunde Hirnareale sukzessive die Steuerung der gelähmten Extremitäten. Robotergestützte Therapie-Übungsgeräte können dabei Therapeuten von schwerer und monotoner körperlicher Arbeit entlasten und gleichzeitig die Therapieintensität für den Patienten erhöhen. Klinische Studien konnten für Patienten, die mit robotergestützten Therapie-Übungsgeräten behandelt wurden, deutlich verbesserte Therapieerfolge gegenüber konventionell therapierten Patienten nachweisen.

Wieder Gehen lernen

Zum Wiedererlernen des Gehens wurde am Fraunhofer IPK der robotergestützte Laufsimulator HapticWalker entwickelt. Er erlaubt als weltweit erstes Gerät das Üben beliebiger Gangbewegungen wie beispielsweise Gehen auf der Ebene oder Treppensteigen bei vollständiger Führung des Fußes. Die hohe Dynamik der eingesetzten Antriebe ermöglicht zudem erstmalig die therapeutisch wichtige Simulation von Gangstörungen wie unebenem Boden, Stolpern oder Ausrutschen. Daneben ist eine haptische Mensch-Maschine-Interaktion integriert, bei der das Gerät mittels in die Fußplatten integrierter Kraft-Momenten-Sensoren und intelligenter Regelalgorithmen je nach Lernfortschritt des Patienten den Grad der Unterstützung reduziert. Eine intelligente Sensordatenverarbeitung bietet neuartige Möglichkeiten der Online-Ganganalyse, Biofeedback und Qualitätssicherung in der Rehabilitation.

Fernbetreute Bewegungstherapie zu Hause

Um Patienten für die Fortsetzung der Behandlung zu Hause ein ähnlich hohes Therapie-Niveau wie in der Klinik zu bieten, wurden Lösungen für eine fernbetreute Bewegungstherapie auf Basis intelligenter robotergestützter Therapie-Übungsgeräte entwickelt. Durch ein solches Telerehabilitationssystem bekommen Patienten die Möglichkeit, bei ihren zu Hause ausgeführten Übungen von einem in einer Reha-Klinik befindlichen oder einem niedergelassenen Therapeuten betreut zu werden. Dies geschieht über eine erweiterte Telemedizin-Verbindung zwischen Patient und Arzt oder Therapeut. Beide können über das Telereha-System auditiv, visuell und erstmals auch haptisch, also durch Kraftrückkopplung, miteinander kommunizieren. Das System überträgt somit die persönliche Anwesenheit, Hilfestellung und Motivationsunterstützung des entfernt befindlichen Therapeuten in das häusliche Umfeld des Patienten.