Greifneuroprothese: Der Schlüssel(-griff) zu mehr Lebensqualität

Heidelberger Forscher haben eine Greifneuroprothese entwickelt, mit deren Hilfe hochgradig querschnittgelähmten Menschen eine verloren gegangene Handfunktion zumindest teilweise wiedererlangen können. Die verschiedenen Funktionen ermöglichen das Greifen, Halten und Benutzen von sowohl kleinen Gegenständen, wie Stiften oder Besteck, als auch größeren Objekten, wie Tassen oder Flaschen.

Die große Show der Naturwunder

Vorgestellt wurde die Neuentwicklung des Teams um Dr. Rüdiger Rupp aus der Klinik für Paraplegiologie des Universitätsklinikums Heidelberg erstmals 2013 in der „Großen Show der Naturwunder“ bei Frank Elstner und Ranga Yogeshwar. Im Mittelpunkt der Präsentation stand der Nutzer der Greifneuroprothese Thomas Schweiger aus Passail in Österreich, der im Jahr 1998 als 22-jähriger bei einem missglückten Kopfsprung ins Meer eine hohe Querschnittlähmung erlitten hatte.

Eine Unterbrechung des Rückenmarks mit Technik überbrücken

Bei einer Schädigung des Rückenmarks gelangen die Bewegungsbefehle des Gehirns nicht mehr zu den ausführenden Muskeln wie denen der Hand. Allerdings ist – im Gegensatz zu den bei Motorradunfällen häufig auftretenden Plexusschädigungen – die Nervenverbindung zwischen Rückenmark und Muskeln in der Regel noch intakt. Dies macht man sich bei der Funktionellen Elektrostimulation (FES) zu Nutze. Mit der FES können die gelähmten Muskeln der Hand mit kurzen elektrischen Impulsen, die auf die Nerven wirken, wieder in Bewegung gesetzt werden. Werden die Elektroden an die richtigen Stellen auf den Unterarm geklebt und in koordinierter Weise angesteuert, dann können sogar verschiedene Griffe realisiert werden. „Mit dem Schlüsselgriff kann ich einen Stift, eine Gabel oder einen Löffel greifen und mit dem Zylindergriff größere Gegenstände wie eine Tasse oder ein Glas halten und daraus trinken“ beschreibt Schweiger den Funktionsumfang der Neuroprothese.

Die gelähmte Hand im Griff

„Die Greifneuroprothese besteht aus einem Elektrostimulator, einem maßgefertigten Neoprenhandschuh für den Unterarm mit integrierten Klebeelektroden und einem auf die Brust aufgeklebten Joystick, der Bewegungen der gegenüberliegenden Schulter misst“, erklärt Rupp. Dann schaltet Schweiger mit einem langen Druck auf den Joystick das System ein und wechselt mit einer kurzen Betätigung auf den richtigen Griff. Mit einer Schulteraufwärtsbewegung steuert er die Fingerbewegungen und die Stärke des Handgriffs.

Bild arm7 copyright Universität Heidelberg, 2014 Mit freundlicher Genehmigung von Rüdiger RuppDass das selbstständige Trinken aus einem Glas oder das eigenhändige Essen eines Apfels für Menschen mit einer fehlenden Handfunktion nicht mehr zwingend ein Traum bleiben müssen, hat Schweiger dann vor den Augen von 500 Zuschauern und laufenden Fernsehkameras in der Rothaus Arena der Messe Freiburg eindrucksvoll vorgeführt. Letzteres war übrigens die richtige Antwort auf die von Frank Elstner an das prominente Rateteam gestellte Frage, „was Thomas durch eine Erfindung von Heidelberger Wissenschaftlern wieder ermöglicht wird.“

Effekthascherei oder tatsächlicher Nutzen?

Schweiger war von Anfang an in die Entwicklung der Heidelberger Neuroprothese eingebunden und hat entscheidende Impulse zur Verbesserung ihrer Alltagstauglichkeit geliefert. Ihm war es möglich, trotz dauerhaft ausgefallener Handfunktion, zwei wesentliche Handgriffe des alltäglichen Lebens zurückzugewinnen und im Alltag wirkungsvoll einzusetzen.

Um diesen Funktionsgewinn allen in Frage kommenden Nutzern zukommen lassen zu können, wird das Heidelberger Team von einem Hersteller von Elektrostimulationsgeräten mit der notwendigen Technik unterstützt. Im Oktober 2013 konnte an der Klinik für Paraplegiologie des Universitätsklinikums Heidelberg daher eine Studie beginnen. „Endlich können wir mehr Hochquerschnittgelähmte mit einer Greifneuroprothese versorgen“, freut sich Rupp. „Mit der Studie können wir wichtige Fragen klären. Sind Betroffene wie Thomas in der Lage, das System alleine zu Hause zu benutzen? Besteht Verbesserungsbedarf, um die Lebensqualität im Alltag zu erhöhen?“

Für wen ist die Neuroprothese geeignet?

„Beim aktuellen Stand unserer Technik kommt die Neuroprothese leider nicht für alle Hochquerschnittgelähmten in Frage“, stellt Rupp fest und führt weiter aus: „Eine gute Schulterhebung und eine ausreichende Fähigkeit zur Armbeugung müssen vorhanden sein.“ Darüber hinaus sollten die Gelenke ausreichend beweglich sein. Die Erfahrung zeigt, dass viele potentielle Nutzer das System zum Essen und Trinken nutzen wollen. Daher sollte die Hand aktiv zum Mund geführt werden können.

Die Beteiligung an der Studie wird im Normalfall zwischen 6 und 8, im Extremfall auch 9 Monate in Anspruch nehmen. „Dies hängt im Wesentlichen von dem Zustand der Muskeln ab, die zunächst trainiert werden müssen“, erklärt Studienarzt Dr. Steffen Franz vom Querschnittzentrum des Universitätsklinikums Heidelberg. Ist das anfängliche Training abgeschlossen und sind die stimulierten Muskeln genügend stark und ausdauernd, dann kann die Greifneuroprothese von den Studienteilnehmern im Alltag angewandt werden.

Es ist vorgesehen, dass die Studienteilnehmer während ihrer Studienzeit mindestens viermal persönlich nach Heidelberg kommen. Zu diesen Studienvisiten werden klinische Untersuchungen durchgeführt und Fragen zur allgemeinen Lebensqualität gestellt. Am Wichtigsten ist aber die Durchführung von bestimmten „Geschicklichkeitsübungen“ mit und ohne Neuroprothese und die Erfassung der Zufriedenheit mit der Greifneuroprothese.

Kontakt

Für Interessierte hat die Klinik für Paraplegiologie jeweils montags und donnerstags Termine reserviert. Zur Terminvereinbarung sollte man sich entweder telefonisch unter 06221/562 6322 melden oder eine E-Mail an petra.rauch@med.uni-heidelberg.de richten.

Für nähere Informationen zur Studie, den Inhalten und den möglichen Nutzen für die Probanden siehe: Aktuelle Studien der Klinik für Paraplegiologie am Universitätsklinikum Heidelberg.

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