Verbesserung der Handfunktion bei Menschen mit einer chronischen Rückenmarksverletzung durch robotischen Handschuh

Eine britische Pilotstudie untersucht den therapeutischen Effekt eines in Eigenregie zu Hause ausgeführten Rehabilitationsprogrammes für Menschen mit chronischer Querschnittlähmung und eingeschränkter Handfunktion mit dem robotischen Handschuh Carbonhand.

Die Wiedererlangung der Handfunktion spielt bei der Rehabilitation von Menschen mit hoher Querschnittlähmung eine große Rolle. Ein Problem besteht dabei beim Fortsetzen des Rehabilitationsprogrammes nach Entlassung aus der Reha-Einrichtung ins häusliche Umfeld. Es kann vorkommen, dass sich hier die Handfunktion verschlechtert, was einen direkten Einfluss auf die individuelle Ausübung der Tätigkeiten des täglichen Lebens, der ADL (Activity Daily Life) hat. Untersucht wurde nun die Nutzung eines robotischen Handschuhs für die selbstbestimmte Handtherapie im privaten Bereich und/oder bei der Arbeit.

Carbonhand Handschuh

Untersucht wurde der therapeutische Effekt eines im häuslichen Umfeld ausgeführten Rehaprogrammes für Menschen mit Tetraplegie mit dem Carbonhand Handschuh (bis 2018 SEM Handschuh) des schwedischen Erstellers Bioservo Tech.

Der Carbonhand Handschuh wurde in einer Studie mit Probanden mit eingeschränkter Handfunktion getestet. Der Handschuh motiviert zur aktiven Erledigung von Aufgaben und verbessert damit die willkürliche motorische Kontrolle. Ferner erhält das sensomotorische System Rückmeldungen. Beides kann zu einer besseren Motorik und verbesserter Neuroplastizität führen.

So funktioniert der Carbonhand Handschuh

Die Carbonhand wird wie ein Handschuh über die Hand, genauer über Daumen, Ring- und Mittelfinger gezogen, wobei jeweils an den Fingerspitzen Sensoren angebracht sind. Diese sind mithilfe künstlicher Sehnen mit einem kleinen, batteriebetriebenen Gerät verbunden, das der Anwender z. B. am Gürtel trägt. Verstärkt wird die Greifbewegung durch eine Kontraktion, d. h. die Verkürzung, dieser künstlichen Sehnen. Berührungsempfindlichkeit und Druck der Sensoren können via App individuell und für jeden Finger einzeln eingestellt werden (siehe auch: Sieben Greifhilfesysteme für Tetraplegiker).

Eine Voraussetzung für die Nutzung ist minimale Fingerbeweglichkeit; Kontraindikation sind starke Spastik, ausgeprägte schlaffe Lähmung sowie starke Beugekontrakturen der Finger.

Die Studie

15 Patienten zwischen 18 und 65 Jahren mit einer chronisch inkompletten Querschnittlähmung (AIS C und D), einer Lähmungshöhe von C2-C8 und normaler kognitiver Entwicklung wurden ausgewählt und mit einem bionischen Handschuh zu Hause ausgestattet

Sie erfüllten eine Reihe von Aufgaben und ihre alltäglichen Tätigkeiten mit der Carbonhand für mind. 4 Stunden am Tag und mind. 12 Wochen lang. Eine Kontrollgruppe gab es nicht, da nur eine limitierte Anzahl an potentiellen Teilnehmern verfügbar waren.

Den Teilnehmern oblag:

  • Das Tragen des Handschuhs für min. 4 Stunden täglich über einen Zeitraum von 12 Wochen
  • Das Führen eines Protokolls bezüglich der ADL Tätigkeiten
  • 30 Mal Greifen und Loslassen eines Balls; Anheben, Aufstellen und simuliertes Trinken aus einem Gefäß
  • Essen mit Besteck und Schreiben des Namens und der Adresse
  • Ausüben täglicher Aktivitäten mit dem Handschuh
  • 2-wöchige telefonische Gespräche mit den Studienmitarbeitern zur Erhebung der Fortschritte der Probanden  

Ergebnisse

Nach Ablauf der Studiendauer hatten sich bei den verbleibenden 10 Teilnehmern folgende Verbesserungen gezeigt:

  • Verbesserungen der Handfunktion ab der 6ten Woche
  • Verbesserung der Objekthandhabung
  • Verbesserung des Palmar/Handgriffs (die Ausdauer, mit proniertem Daumengriff, ein Stück Holz zu halten, gemessen wird)
  • Signifikante Verbesserung der Griffstärke mit einhergehender Reduktion der Hypertonie des Daumenmuskels
  • Die Teilnehmer erwähnten Tragekomfort, die Anwendungsfreundlichkeit und Effektivität des Systems

Fazit

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die eigenverantwortliche Rehabilitation mit dem bionischen Handschuh für Menschen mit Querschnittlähmung, ein effektives Mittel sei, die fein- und grobmotorische Handfunktion zu erhalten und zu verbessern. Zur Erhaltung einer verbesserten Handfunktion wird geraten, durch ein intensives aktivitätsbasiertes Rehabilitationsprogramm die langzeitig neuromuskulären Aktivitäten zu verbessern.

Der orthopädische Nutzen verbesserter Aufgabenerledigung durch Wiederholungen bei Menschen mit eingeschränkter Handfunktion wurde in einer Studie belegt. Der Handschuh ermutigt aktive Beteiligung bei motorischen Aufgaben.

Zudem scheint es möglich, dass durch den Gebrauch motorisches Lernen in Form der Neuroplastizität initiiert werden kann.

Weitere Studien sollten im Fall von Querschnittlähmung die Mechanismen neuromuskulären Aktionspotentiale und die minimal notwendigen Rehabilitationsprogramme mit dem bionischen Handschuh festlegen, bei der mit  Verbesserungen bei der Ausführung der Aktivitäten zu rechnen ist.  

Die Studie, die am NSIC, National Spinal Injuries Center, Stoke Mandeville Hospital, Buckinghamshire, Healthcare NHS Trust, Aylesbury, HP21 8AL durchgeführt wurde, wurde erstmal 2020 im Journal of Neuro Engineering and Rehabilitation veröffentlicht.