Unsere Chefärzte sind eng mit Forschung und Lehre verbunden. Das stellt sicher, dass unsere Patienten stets
nach den neuesten Erkenntnissen der Wissenschaft behandelt werden. Die Kooperation mit den bedeutensten
Universitäten erstreckt sich insbesondere auf die Bereiche Orthopädie, Kardiologie sowie Neurologie.
Die Erfahrungen und Erkenntnisse aus wissenschaftlichen und medizinischen Bereichen setzen uns in die Lage,
jederzeit den Ansprüchen und dem Angebot eines Premiumanbieters in der Rehabilitation und Prävention
gerecht zu werden.
Zielsetzung der Arbeit: In den letzten Jahrzehnten ist eine steigende Morbiditätsrate bei degenerativen Gelenkerkrankungen zu verzeichnen, die hauptsächlich auf folgende Parameter zurückzuführen ist: längere Lebenszeit, ungesunde Ernährung, mangelnde Bewegung oder ausgeprägter Leistungssport. Da Knorpelgewebe nicht in der Lage ist, sich zu regenerieren, steigt die Anzahl an Hüft-Endoprothesen-Erstimplantationen (im Jahre 2007 auf 152.338 in Deutschland; BQS-Bundesauswertung 2007; Bundesgeschäftsstelle Qualitätssicherung GGMBH).
Durch eine Knorpeldegeneration wird die Lebensqualität der Betroffenen stark beeinträchtigt. Deshalb werden sowohl die Vorbeugung als auch die Behandlung von Gelenkerkrankungen intensiv erforscht. Zu diesem Zweck setzen sich Wissenschaftler einerseits mit der Entwicklung, dem Aufbau, der Biomechanik, der Physiologie und der Pathophysiologie des Gelenkknorpels, andererseits mit der Pathogenese von degenerativen Gelenkerkrankungen auseinander. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in der regenerativen Medizin umgesetzt, um implantierbare knorpelähnliche Geweberegenerate in vitro herzustellen. Mit der Deckung eines Knorpeldefektes durch ein Geweberegenerat soll die funktionelle Oberfläche des Gelenkes ausgebessert werden. Aufgrund des chondrogenen Differenzierungspotentials von mesenchymalen (Stamm-zellen MSCs), versucht man, MSCs in vitro zu artikulären Chondrozyten zu differenzieren. Hierbei werden auch Erkenntnisse über die Chondrogenese in vivo verwendet.
Für die vorliegende Arbeit wurden humane mesenchymale Stammzellen (hMSCs) in dreidimensionalen, trägerfreien, hochdichten Zellkulturen kultiviert. Zwei Kultivierungstechniken, die Membran-Kultur und die Pellet-Kultur, wurden dabei verwendet und miteinander verglichen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, wie erfolgreich die chondrogene Differenzierung von hMSCs in Passage 7 erfolgt, wenn Zellen einerseits in flüssigem Nährmedium, andererseits an der Luft-Nährmedium-Grenze kultiviert werden. Zur Induktion der Chondrogenese wurde das Nährmedium mit den die Chondrogenese induzierenden Wachstumsfaktoren versetzt.
Zusammenfassung:
Aufgrund der Zunahme von Gelenkerkrankungen wie Arthrose besteht ein steigender Bedarf an rekonstruktiven Maßnahmen mit dem Versuch der Herstellung knorpelartigen Gewebes. Der hyaline Gelenkknorpel ist durch die spezifischen Knorpelzellen, aber auch durch den Aufbau von ECM charakterisiert, die die Stützfunktionen gewährleistet. Proteoglykne und Kollagen Typ II garantieren die Druck- und Zugfestigkeit der Matrix und werden von Chondrozyten synthetisiert.
Die Herausforderung besteht nicht nur in der Differenzierung von Chondrozyten, sondern ebenso in der Erschaffung einer funktionellen Matrix. Daneben wird versucht, eine optimale Steuerung der in-vitro-Differenzierung unter Umgehung der Hypertrophie und Aufrechterhaltung des Chondrogenen Phäntotyps zu erzielen.
Ziel dieser Arbeit ist es, eine Kulturform zu untersuchen, die auf hochdichten Zellkulturen basiert, in denen differenzierte Zellen eine autologe Matrix hervorbringen. Die Membran-Kulturen wurden mit herkömmlichen Pellet-Kulturen verglichen und unter dem Einfluss verschiedener Wachstumskulturen auf ihr chondrogenes Potential untersucht.
In der vorliegenden Arbeit wurde die in-vitro-Differenzierung von hMSCs in Passage 7 in Richtung der chondrogenen Linie in hochdichten 3D-Zellkulturen an der Luft-Medium-Interphase (Membran-Kultur) und im Medium (Pellet-Kultur) verglichen. Hierbei wurden unterschiedliche Wachstumsfaktoren verwendet. Die Kulturen wurden teilweise mit FGF vorstimuliert und dann mit den Wachstumsfaktoren FGF und TGFF-ß3 oder der Kombination über drei Wochen differenziert. Undifferenzierte Kulturen wurden als Kontrollen verwendet. Danach wurden die Kulturen auf ihr Genexpressionsmuster mittels Real-Time- PCR (Kollagen Typ II und Aggrekan, Kollagen Typ X und Kollagen Typ I) untersucht.
Die Kulturen wurden histologisch und immunhistologisch auf knorpelspezifische Marker (Aggrekan, Kollagen Typ II) analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass die Differenzierung der hMSCs in Passage 7 in Pellet-Kulturen ein höheres chondrogenes Differenzierungspotential aufwies, al die nur teilweise erfolgte Differenzierung in Membran-Kulturen. Dies ließ sich aus der nachgewiesenen Expression von Kollagen Typ II in Pellet-Kulturen sowohl quantitativ auf mRNA-Ebene (Real-Time PCR) als auch histologisch erschließen. Währenddessen exprimierten Membran-Kulturen kein Kollagen Typ II. Außerdem zeigten sie eine geringere Expression von Aggrekan.
Das führt zur Aufstellung der Hypothese, dass die Bedingungen im Medium (Pellet-Kultur) die Differenzierung von hMSCs in Passage 7 in Richtung der chondrogenen Linie besser unterstützen, als die Bedingungen der Membran-Kultur. Mögliche Ursachen für die Unterschiede bei der chondrogenen Differenzierung könnten aus dem Einfluss des Sauerstoffs an der Oberfläche der Kulturen resultieren.
Obwohl inmitten des Pellets auch sauerstoffarme Bedingungen herrschen, führt die Membran-Kultur nicht zum Abschluss der chondrogenen Differenzierung von MSCs. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass auch andere Faktoren, wie der hydrostatische Druck und die Diffusionskapazität der Wachstumsfaktoren, die Chondrogenese beeinflussen können.
Zusammenfassend kommt die Technik Membran-Kultur für die weiteren Versuche bei der chondrogenen Differenzierung von MSCs in Frage, falls sie bezüglich der chondrogenen Bedingungen modifiziert wird. Zum Beispiel, Herstellung von sauerstoffarmer Situation an der Oberfläche der Zellkultur und vom dynamischen hydrostatischen Druck könnte das chondrogene Potential der Technik Membran-Kultur erhöhen.
Quelle:
Dissertation zum Erwerb des Doktorgrades der Medizin an der Medizinischen Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität zu München, 2011
Vorgelegt von Irina Tebenkova, Assistenzärztin
im Medical Park Bad Wiessee St. Hubertus
In Deutschland erhalten jedes Jahr etwa 350.000 Menschen ein künstliches Knie- oder Hüftgelenk. Es ist zu vermuten, dass sich diese Zahl aufgrund des demografischen Wandels bis ins Jahr 2050 mehr als verdoppeln wird. Ob Patienten anschließend wieder in der Lage sind, die Belastungen des Alltags zu meistern, hängt auch von optimalen Rehabilitations-Maßnahmen nach der Operation ab.
Generell hat die steigende Lebenserwartung zur Folge, dass immer mehr ältere Patienten operiert werden müssen. In der Regel werden diese nach 8 bis 14 Tagen aus der Klinik entlassen. Ältere Patienten benötigen allerdings nach einem Hüft- und Kniegelenkersatz eine wesentlich längere Regenerationszeit als jüngere Personen. Diese Regeneration kann ohne adäquate Unterstützung auch drei bis sechs Monate lang andauern. Die daraus resultierenden Funktionsein-schränkungen sind für die Patienten eine große Herausforderung. Hier drohen Folge-Erkrankungen wie Thrombose, Lungenentzündungen, andere Infektionskrankheiten sowie Sarkopenie. Deshalb ist eine interdisziplinäre Zusammenarbeit von Orthopäden, Physiotherapeuten und aktivierender Pflege nach der Operation besonders entscheidend für den Erfolg der Behandlung. Aber auch für jüngere Patienten ist es wichtig, dass optimale Ergebnisse nach der Operation durch ein komplexes Sport- bzw. Funktionstraining erzielt werden.
Ziel der postoperativen Heilbehandlung in Rehabilitations-Einrichtungen ist es, dass die Betroffenen sogenannte ADL-Fähigkeiten (Activities of Daily Living) wieder erlangen, die ihnen die Rückkehr in das Berufsleben erleichtern. Hierfür sind sportliche Aktivitäten nach dem operativen Eingriff nicht nur erlaubt, sie sind sogar zwingend erforderlich. Allerdings sollten sie unter kompetenter ärztlicher oder physiotherapeutischer Anleitung und Aufsicht erfolgen. Frühe körperliche Mobilität erspart dem Patienten unter Umständen eine monatelange Inaktivität mit Lebensqualitätseinbußen und eventuell schwerwiegenden Folgeerkrankungen. Für den Erhalt der Prothesen ist es zudem unabdingbar, regelmäßig körperIich aktiv zu sein. Nur so erfährt das künstliche Gelenk eine ausreichende muskuläre Stabilisierung. Dank neuester technischer Qualitätsstandards in der Orthopädie und Unfallchirurgie halten hochwertige Prothesen in der Regel 20 bis 30 Jahre – in diesem Zeitraum sollten regelmäßige Kontrollen durch die behandelnden Ärzte vor allem auch den funktionellen Status analysieren und ggf. frühzeitige gezielte weitergehende Übungsbehandlungen eingeleitet werden.
Prof. Dr. med. Karsten Dreinhöfer
Chefarzt der Abteilung Orthopädie
Medical Park Berlin Humboldtmühle
In der klinischen Ganganalyse und nach TEP-Gelenksersatz hat sich die Betrachtung der Gangsymmetrie als guter Indikator des Heilungsfortschritts erwiesen. Muskuläre Dysbalancen sowie langjährig angewöhnte Schonhaltungen führen bei vielen TEP-Patienten auch vier Wochen post-OP noch zu reduzierter Gangsymmetrie. Ermüdende Belastungen könnten diese Gangparameter weiter verschlechtern. Erstaunlicherweise sind Auswirkungen von Ermüdung auf das generelle Gangbild und insbesondere auf die Gangsymmetrie von TEP-Patienten wenig erforscht. Ziel der Studie war, die Auswirkungen andauernder funktionaler Belastung auf Gangsymmetrie und -geschwindigkeit bei Hüft-TEP-Patienten zu untersuchen.
Methoden
Die Versuchsgruppe (H-TEP) bestand aus 18 Patienten, [63 Jahre (±7), 30 Tage (±7) post-OP], die sich in der stationären Rehabilitation nach Hüft-TEP-Gelenksersatz befanden. Als Referenzgruppe (REF) wurden 10 beschwerdefreie Probanden [45 Jahre (±16)] ohne TEP untersucht. Die Probanden wurden angewiesen, eine 514m lange gekennzeichnete Parkrunde mit selbstgewählter Geschwindigkeit, falls möglich mehrfach, abzugehen (max. 30min). Ein gerades 64m langes Teilstück der Runde war zu Beginn und zum Ende jeder Runde zu absolvieren und diente als Analysestrecke. Ein mobiles Inertialmesssystem (Fa. Humotion, Münster), befestigt mit einem elastischen Gurt auf Höhe L5/S1, zeichnete kontinuierlich 3D-Beschleunigungs- und -Rotationsdaten auf (100Hz). Ipsilaterale und contralaterale Schrittregularität des cranio-caudalen (cc) Beschleunigungssignals wurden mit Hilfe von Autokorrelationsanalysen berechnet und als Quotient daraus der Symmetrieindex (SI) bestimmt. Eine SI nahe 1 entspricht dabei einer hohen Gangsymmetrie. Die mittlere Ganggeschwindigkeit wurde im Halbrundentakt aus der Gangzeit ermittelt. Die subjektive Ermüdung wurde ebenfalls jede halbe Runde mittels Borgskala erfasst. Für die statistische Auswertung kamen multivariate Testverfahren zur Anwendung.
Ergebnisse
Die H-TEP-Probanden gingen eine (n=6), zwei (n=10) oder drei (n=2) Runden (990m (±358), die REF-Probanden durchweg drei Runden (1542m). Die Geschwindigkeit von H-TEP (1,20m/s (±0,21) lag mit 24% signifikant (p=0,003) unter der von REF (zu 1,57m/s ±0,09). Dieser Unterschied liegt deutlich über dem altersbedingten erwarteten 3-9% und kann daher als klinisch relevant betrachtet werden. Innerhalb der Messdurchgänge zeigte die Gehgeschwindigkeit keine Veränderungen. Bei H-TEP konnte ein signifikant reduzierter SI beobachtet werden (p=0,008). Signifikante Veränderungen von SI mit fortschreitender Gangdauer zeigten sich jedoch bei keiner Gruppe, obwohl die subjektive Einschätzung von H-TEP eine Ermüdung erkennen ließ und sechs Patienten den Versuch bereits nach einer und zehn nach zwei Runden vorzeitig beendeten.
Diskussion
Bei einer längeren und alltagstypischen Strecke gehen H-TEP-Patienten 30 Tage post-OP mit deutlich reduzierter Gangsymmetrie und -geschwindigkeit. Während der Belastung kam es jedoch nicht zu einer weiteren Reduktion der Parameter. Es ist möglich, dass die Patienten die Untersuchung aufgrund von genereller Gangunsicherheit bereits mit einem langsamen und asymmetrischen Gangbild starteten. Mit einer Probandenclusterung könnten Gründe für die beobachtete starke Heterogenität in den untersuchten Gangparametern identifiziert und mit gezieltem Training therapeutisch versorgt werden.
Autoren:
Torsten Brauner, TUM, Walter Rapp, Universitätsklinikum Tübingen
Hana Kovarova, TUM/Medical Park Bad Wiessee St. Hubertus Thomas Horstmann,
TUM / Medical Park Bad Wiessee St. Hubertus
Das Fragility Fracture Network (FNN) zielt auf eine bessere Versorgung von Patienten mit osteoporotischen Frakturen weltweit. Orthopäden und Unfallchirurgen, Rehabilitationsmediziner, Osteologen, Endokrinologen, Rheumatologen, Wissenschaftler, spezialisierte Pflegekräfte und Physiotherapeuten sowie Industrievertreter aus der ganzen Welt diskutierten in Berlin multidisziplinäre Behandlungskonzept. Im Verlauf der ersten Bone and Joint Decade 2000 bis 2010 konnten zunächst wesentliche Fortschritte in der Prävention und Behandlung von Osteoporose und Fragilitätsfrakturen erzielt werden.
Es zeichnete sich jedoch ab, dass die Gesamtproblematik von sehr verschiedenen Perspektiven aus betrachtet und daher der Gesamtverlauf der Erkrankung häufig aus dem Auge verloren wurde.
Während die eine Gruppe die Fraktur als Endpunkt eines Präventionsversuches ansah, wurde sie von der anderen als Indikation für eine operative Versorgung gesehen – eine Verbindung beider Sichtweisen gab es häufig nicht. Insbesondere bei Patienten nach Frakturen wurde eine weitergehende Diagnostik der zugrunde liegenden Ätiologie oder die Einleitung einer Sekundärprävention nur selten vorgenommen. Darüber hinaus sind ältere Frakturpatienten häufig „internistische Polytraumata“ und geraten durch eine Fraktur mit anschließender operativer Versorgung aus ihrem labilen Gleichgewicht. Eine kompetente geriatrisch-internistische Betreuung ist auf einer orthopädisch-unfallchirurgischen Station nicht immer gewährleistet. Weiterhin zeichnet sich ab, dass Sarkopenie und Gebrechlichkeit (fragility) eine wesentliche Ursache in der Ätiologie des Frakturgeschehens spielen.
In den letzten Jahren haben sich insbesondere im angloamerikanischen System interdisziplinäre multimodale Behandlergruppen zusammengefunden, die versuchen, integrative Konzepte zur Verbesserung der Akutversorgung und der Rehabilitation zu implementieren. Auch die AG Alterstraumatologie der DGU hat erste Schritte in Zusammenarbeit mit den deutschen Geriatern initiiert. Auf internationaler Ebene haben nun Osteoporoseorganisationen begonnen, Interesse an Frakturmanagement und -heilung zu gewinnen, Traumagesellschaften haben zunehmend Interesse an der Prävention von Folgefrakturen entwickelt.
Im Rahmen der zweiten Bone and Joint Decade 2011 bis 2020 wurde nun entschieden, dass aufgrund der demographischen Veränderungen mit dem weltweiten rapiden Anstieg Älterer die Patientengruppe mit Fragilitätsfrakturen besondere Aufmerksamkeit erfordert.
Nachdem absehbar wurde, dass keine der existierenden Gruppierungen die notwendige interdisziplinäre Kooperation organisieren kann, wurde das Fragility Fracture Network gegründet. Die Ziele dieses Netzwerkes sind die weltweite Dissemination von multidisziplinären Ansätzen zur Prävention, Therapie und Rehabilitation von Fragilitätsfrakturen, die Unterstützung von Forschung im Bereich von Osteoporose, Sarkopenie und Fragilitätsfrakturen sowie die Förderung einer Priorisierung dieser Krankheitsbilder im gesundheitspolitischen Raum.
Etwa 100 international ausgewiesene Experten folgten der Einladung von Prof. David Marsh (Großbritannien) und Prof. Dr. Karsten Dreinhöfer (Chefarzt Orthopädie Medical Park Berlin Humboldmühle) nach Berlin. Beraten wurden relevante Themen wie burning research questions, perioperative care, fracture treatment, rehabilitation, secondary prevention und policy change. Es zeigten sich erhebliche Versorgungsunterschiede, aber auch die Möglichkeiten, exzellente Strukturen zu schaffen. In der ersten Mitgliederversammlung wurde ein siebenköpfiger Vorstand gewählt, der durch Multidisziplinarität und globale Repräsentation gekennzeichnet sein sollte. Als Präsident wurde Prof. David Marsh, Orthopäde aus Großbritannien, als Vizepräsidentin die Geriaterin Prof. Adriano Machada aus Brasilien gewählt, zudem Dennis Greene (Pflege, USA), Prof. Lyn Marsh (Rheumatologie, Australien), Prof. Earl Bogoch (Orthopädie, Kanada), Prof. Maria Crotty (Geriatrie, Rehabilitation, Australien) und Prof. Karsten Dreinhöfer (Orthopädie, Rehabilitation, Deutschland).
Prof. Dr. med. Karsten Dreinhöfer
Chefarzt Orthopädie Medical Park Berlin Humboldmühle
Quelle:
Orthopädie und Unfallchirurgie Mitteilungen und Nachrichten, Oktober 2011
Der Schlaganfall ist die häufigste Ursache bleibender Behinderungen in der industrialisierten Welt (13). Die Wiederherstellung der Mobilität ist ein zentrales Anliegen der Neurorehabilitation, zunehmend setzt sich ein aufgabenspezifisch repetitives Üben durch (6, 8). Gangmaschinen, die entweder dem Exoskeleton oder Endeffektor-Ansatz folgten, konnten den aus diesem Konzept abgeleiteten Slogan:
Wer gehen lernen möchte, muss gehen erfolgreich umsetzen (15, 17, 18, 20, 21). Sie reduzierten den für die Unterstützung des Gehens erforderlichen therapeutischen Aufwand, um so die Intensität zu steigern. Insbesondere die kontrollierten Studien zum endeffektorbasierten Gangtrainer GT I (9) zeigten ein durchgehend positives Ergebnis hinsichtlich der Wiederherstellung der Gehfähigkeit rollstuhlpflichtiger Schlaganfallpatienten (15). Allen kommerziell verfügbaren Geräten gemeinsam ist die Beschränkung auf das wiederholte Üben des Gehens in der Ebene. Das Treppensteigen auf-und abwärts jedoch ist fester Bestandteil der Alltagsmobilität, sei es im Haus oder in der Öffentlichkeit. Dessen repetitives Üben limitiert jedoch der damit verbundene körperliche Aufwand, in der Regel sind zwei Therapeuten erforderlich. Hinzu kommt das damit verbundene Risiko für Patient und Therapeut. Deshalb wurde ein endeffektorbasierter Gangroboter (G-EO) entwickelt, dessen frei programmierbare Trajektorien der Fußplatten rollstuhlpflichtigen Patienten nicht nur das simulierte Gehen in der Ebene, sondern auch das Treppensteigen auf-und abwärts erlauben (10). Das Gerät folgte den Prinzipien des Forschungsprototyp HapticWalker (12, 19), ist jedoch deutlich kleiner und begnügt sich mit einem 230-Volt-Anschluss. Der vorliegende Artikel möchte zum einen das Gerät und erste klinische Ergebnisse vorstellen, zum anderen eine neu konzipierte Ordinalskala präsentieren (Functional Stair Climbing Category, FSCC), mit deren Hilfe die beim Treppensteigen auf-und abwärts erforderliche therapeutische Hilfe bestimmt werden soll.
Das Gerät
Der gurtgesicherte Patient steht auf zwei Fußplatten, deren Trajektorien voll programmierbar sind. Ein Bewegungsarm verknüpft die Fußplatten jeweils mit zwei Schlitten. Die Bewegung des Hauptschlittens, der mittels eines Transmissionsriemen mit einem Linearantrieb (1500-Watt-Servomotor) verbunden ist, kontrolliert die Schrittlänge. Die Kontrolle der Schritthöhe erfolgt nach dem Scherenprinzip, indem der zweite Schlitten sich relativ zum ersten bewegt (zweiter 1500-Watt-Servomotor). Nähern sich beide, so schließt sich die Schere und der mit der Fußplatte verbundene Arm hebt sich bzw. vice versa. Ein dritter Antrieb (400 Watt) ist in den Arm integriert und rotiert die Fußplatte, indem ein Riemen an der externen Achse der Platte in Höhe des Sprunggelenks ansetzt, um so die Plantar-und Dorsiflexion zu kontrollieren. Die maximale Schrittlänge ist 55 cm, die maximalen Winkel +/-90°, die maximale Schritthöhe im Arbeitsraum ist 40 cm, so dass die Patienten die Standardstufe von 28 cm auf- und abwärts steigen können. Die maximal mögliche Ganggeschwindigkeit ist 0,7m/s, entsprechend einer maximalen Beschleunigung von einem g. Der Fuß ist in einer auf einer Platte montierten Schneeschuhbindung fixiert, die Platte ist mittels Magneten mit der Grundplatte verbunden. Im Notfall lösen sich die Platten voneinander in allen drei Richtungen, sobald ein Drehmoment >4Nm überschritten ist. Beidseitige Handläufe können in Höhe und Breite verstellt werden. Das Gewichtsentlastungssystem ist in einen Stahlrahmen integriert, es besteht zum einen aus einem elektronischen Lifter, der auch dazu dient, das Aufstehen des Patienten aus dem Rollstuhl zu assistieren. Zusätzliche Komponente ist ein angetriebenes Dreirollensystem, um so die vertikalen und seitlichen Bewegungen des Körperschwerpunkts zu kontrollieren, die übertragenden Seile setzen am Gurt an. Eine Rampe dient dazu, dass der Patient im Rollstuhl von hinten auf das Gerät fährt, nachfolgend werden die Füße in der Bindung fixiert, der Gurt, den der Patient bereits angelegt hat, wird mit dem Liftsystem verbunden, so dass der Patient assistiert aufstehen kann. Nach einem letzten Check kann die Therapie starten. Ein sog. Graphic User Interface (GUI) zeigt die Trajektorien der Fußplatten online, der Therapeut kann sie jederzeit mittels des GUI kontrollieren und ggf. adjustieren. Veränderbare Größen sind die Schrittlänge, die Schritthöhe, der Sprunggelenkwinkel, die vertikalen und horizontalen Exkursionen des CoM, die Gewichtsentlastung und die relative Position des Aufhängepunkts in Bezug auf die Fußplatten. Ein Rechner memoriert die Behandlungsparameter eines jeden Patienten. Die Abmaße der CE-zertifizierten Maschine sind 2.800mm x 1.200mm x 2.300 mm. Das Nettogewicht beträgt 650 kg, der Stromanschluss ist 230 Volt.
Klinische Studie
Zur ersten Evaluation des Gerätes erfolgte eine offene Studie. Es nahmen 15 subakute Schlaganfallpatienten teil, die einen erstmaligen supratentoriellen Schlaganfall erlitten hatten. Das Intervall war < 8 Wochen, das Alter war < 80 Jahre, die Patienten waren zumindest rollstuhlmobilisiert, der Barthel-Index reichte von 30 -55 Punkte, sie konnten zumindest an der Bettkante frei sitzen und kurze Zeit mit Festhalten stehen. Während der Gangtherapie benötigten sie die kontinuierliche oder intermittierende Hilfe einer Person zwecks Gewichtsübernahme und Balance entsprechend einem FAC von 1 oder 2. Die Patienten waren nicht in der Lage, eine Treppe rauf und runter zu steigen (FSCC 0), oder benötigten die Hilfe von zwei (FSCC 1) oder einer Person (FSCC 2). Es lag keine ausgeprägte Spastik der Beine vor, eine kardiologische Untersuchung einschließlich EKG hatte keine Einwände gegen die Therapie ergeben, weitere neurologische oder orthopädische, die Gehfähigkeit beeinträchtigende Erkrankungen lagen nicht vor. Auch verstanden die Patienten den Inhalt und Sinn der Untersuchung.
Intervention
Zusätzlich zur konventionellen Therapie der Phase C übten die Patienten auf dem G-EO 20 -25 min netto jeden Werktag für vier Wochen. Einschließlich Ein-und Ausstieg und Pausen ergab sich eine Bruttotherapiezeit von 45 min. Ein Therapeut half, den Gurt im Rollstuhl anzulegen, fuhr den Patienten auf das Gerät, fixierte die Füße in den Schneeschuhbindungen, hakte den Gurt ein, liftete den Patienten und rief die vom Rechner gespeicherten Therapieparameter auf. In jeder Einheit übte der Patient 10 -15 min das simulierte Gehen in der Ebene, nach einer Pause folgten 5 -10 min netto Treppensteigen, hälftig auf- bzw. absteigen. Minimal waren 300 Schritte in der Ebene und 150 Treppenstufen. Pausen waren optional, aber eine konsekutive Therapiedauer von mindestens 5 (3) min war in der Ebene (auf der Treppe) einzuhalten. Die Herzfrequenz und der arterielle Blutdruck wurden zu Beginn und zu Ende jeder Einheit gemessen. Falls erforderlich, unterstützte der Therapeut, der vor dem Patient stand, manuell die Knieextension.
Assessment
In Analogie zur sog. Functional Ambulation Category (FAC, 0 -5) wurde die Functional Stair Climbing Category von der Arbeitsgruppe entwickelt. Es handelt sich um eine siebenstufige Ordinalskala (0-6), die den noch erforderlichen therapeutischen Aufwand bzw. die Qualität hinsichtlich der Schrittfolge (nachgestellt oder alternierend) beim Treppenauf-und absteigen einer neunstufigen Treppe mit beidseitigem Geländer beurteilt. Es wird sowohl das Treppensteigen auf und abwärts beurteilt, bei unterschiedlicher Inanspruchnahme von Hilfe bergauf oder bergab zählt die schlechtere.
Leistung
Score 0 = das Treppensteigen auf- und abwärts ist trotz Hilfe nicht möglich
Score 1 = der Patient benötigt die Hilfe zweier Personen, die das Steigen, die Balance und die Gewichtsübernahme unterstützen
Score 2 = der Patient benötigt die kontinuierliche Hilfe einer Person, die das Steigen, die Balance und die Gewichtsübernahme unterstützt
Score 3 = der Patient benötigt die kontinuierliche oder intermittierende Hilfe einer Person, die die Balance oder das Steigen unterstützt
Score 4 = der Patient benötigt die verbale Unterstützung oder Stand-by einer Person ohne physischen Kontakt
Score 5 = der Patient steigt die Treppe selbstständig im Nachstellschritt
Score 6 = der Patient steigt die Treppe selbstständig alternierend
Die Skala berücksichtigt nicht die Inanspruchnahme von Hilfsmitteln wie einer Orthese, eines Stocks oder des Geländers.
Zusätzlich wurde das Gehen untersucht:
a) mit Hilfe der Functional Ambulation Category (FAC, 0 -5) (11) die beim Gehen erforderliche Hilfe (0=Patient kann nicht selbstständig gehen oder benötigt die Hilfe von mindestens zwei Personen; 5 = Patient kann selbstständig überall hin gehen, einschließlich Treppe steigen), Orthesen oder Stöcke konnten benutzt werden; und b) mit Hilfe des 10m-Tests die mittlere Ganggeschwindigkeit. Mit oder ohne Hilfe eines erfahrenen Therapeuten legte der Patient eine Strecke von 14m zurück, die Zeit auf die mittleren 10m wurde gemessen (7). Des weiteren wurde die Beinkraft mittels des Motricity Index Bein (MI, 0-100) bestimmt, er bestimmte die Kraft für die Dorsiflexion des Sprunggelenks, der Kniestreckung und der Hüftflexion (5). Motorische Funktionen wurden mit Hilfe des Rivermead Motor Assessment Scores erfasst. Die sog. Gross Functions (RMGF, 0-13) beinhalteten 13 Items aufsteigender Schwierigkeit von Sitzen an der Bettkante bis zu fünfmal Hüpfen auf dem betroffenen Bein. Der Untertest Leg & Trunk (RLT, 0-10) beinhaltete zehn Items aufsteigender Schwierigkeit von Drehen auf die betroffene Seite bis zu Kniebeugen mit dem betroffenen Bein. Der Tonus wurde mit Hilfe eines Summenscores bestimmt, wofür anhand des Ashworth Scores der Widerstand gegen die folgenden fünf passiven Bewegungen erhoben wurde: Dorsiflexion und Eversion des Sprunggelenks, Flexion und Extension des Knies und Beugung der Hüfte (1). Zwei erfahrene Therapeuten untersuchten die Patienten gemeinsam zu Beginn der Behandlung und nach zwei bzw. nach vier Wochen.
Statistik
Im Falle eines Ausscheidens aus der Studie war eine sog. Intention-to-treat-Analyse geplant, d. h. die Messung bzw. der zuletzt vorhandene Wert sollten fortgeführt werden. Es wurden absolute Veränderungen während der zusätzlichen Lokomotionstherapie (T0 bis T4) berechnet. In einem zweiten Schritt wurden 95 % CI der Veränderungen während diesen beiden Perioden ermittelt, die 95 % CI sollten die klinische Relevanz der Veränderungen einschätzen helfen.
Diskussion
Die offene Studie erlaubt keinerlei Rückschlüsse auf die Effektivität des Roboters. Die Patienten waren in der Phase der größten Spontanerholung, das Lokomotionstraining war zusätzlich und es wurde keine Kontrollgruppe untersucht. Das klinische Potential des Gerätes scheint dennoch gegeben, eine kontrollierte Studie als nächster Schritt ist berechtigt.
Der endeffektorbasierte Roboter, der dem Forschungsprototypen Haptic Walker (19) folgte, verfügt über acht Freiheitsgrade; drei für jedes Bein (Kontrolle der Schrittlänge, -höhe und des sagittalen Sprunggelenkwinkels) und zwei für die Kontrolle der vertikalen und seitlichen Bewegung des Körperschwerpunkts (10). Zusätzlich können die Gewichtsentlastung und die Position des Aufhängepunkts in Relation zu den Fußplatten verstellt werden. Somit kann der rollstuhlpflichtige Patient nicht nur das simulierte Gehen in der Ebene, sondern auch das Treppensteigen auf- und abwärts repetitiv üben.
Voruntersuchungen zeigten, dass schwer betroffene Patienten, die überhaupt nicht gehen konnten oder zumindest die Hilfe von zwei Personen benötigten (= FAC 0), nur bedingt geeignet waren. Die eingeschränkte Kontrolle der Balance und des Knies waren limitierend, auch fühlten die Patienten sich im Treppensteigmodus überfordert und unsicher, die Platte war zu weit vom Boden weg. Ein FAC von 1, gehfähig mit Hilfe einer Person, war somit das Minimalkriterium für eine Teilnahme. Mögliche übungsbedingte Nebenwirkungen waren in erster Linie eine Exazerbation einer Arthrose der Beingelenke, eine kardiovaskuläre Überanstrengung und Druckstellen durch den Gurt.
Während des Lokomotionstrainings steigerten die Patienten – in Bestätigung des aufgabenspezifisch repetitiven Konzepts (26) – die Fähigkeit zu gehen und Treppe zu steigen relevant. Mehrere Studien konnten bereits eine positive Korrelation zwischen der Therapieintensität und der Verbesserung der Gehfähigkeit bestätigen (14, 23). Die Verbesserungen des FAC und der Ganggeschwindigkeit entsprachen denen früherer Untersuchungen nach einem ähnlichen Design der Arbeitsgruppe auf dem Laufband und dem elektromechanischen Gangtrainer GT I (8, 24).
Das Treppensteigen wurde bis dato nur wenig beachtet. In einer großen italienischen Studie mit 437 nicht gehfähigen subakuten Schlaganfallpatienten erlernten nur 5% der Patienten, eine Treppe zu steigen (16). In der vorliegenden Untersuchung erreichten dagegen fünf der 15 Patienten (330/0) diese Fähigkeit. Die Maschine reduzierte intentionsgemäß den beim Treppensteigen erforderlichen Aufwand, sodass die noch rollstuhlpflichtigen Patienten 100 bis 200 Schritte in einer Einheit steigen konnten.
Man könnte einwenden, dass das repetitive Üben des Treppensteigens im Falle von noch rollstuhlpflichtigen Patienten zu früh sei. Auf der anderen Seite ist es fester Bestandteil auch des Bobath-Konzepts, um eine möglichst physiologische Stand-und Schwungbeinphase einzuüben (2, 5); zweitens ist der Transfer der Fähigkeit von einer motorischen Aufgabe zur anderen fraglich (25), und drittens ist das Treppensteigen ein starker Trainingsreiz für die Muskulatur und das Herzkreislaufsystem (22).
Zusammenfassend erlaubt der neue Gangroboter rollstuhlpflichtigen Patienten nicht nur das wiederholte Üben des Gehens in der Ebene, sondern auch das Treppensteigen auf-und abwärts. Die offene Studie zeigte eine deutlich verbesserte Geh-und Treppensteigfähigkeit in der vierwöchigen Phase, in der das Training mit dem Roboter zusätzlich erfolgte. Relevante Nebenwirkungen traten nicht auf. Das Design der Studie erlaubt keinerlei Rückschlüsse auf die Effektivität des Geräts, eine kontrollierte Studie sollte folgen.
Prof. Dr. Stefan Hesse
Chefarzt Neurologie
Klinik Medical Park Berlin Humboldtmühle
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Im Ganglabor der Medical Park Klinik St. Hubertus werden seit Dezember 2009 routinemäßig Patienten nach endoprothetischer Versorgung mit einer computergestützten Ganganalyse versorgt. Erweitert wurde die Ganganalyse Mitte 2010 um eine Testbatterie zur Überprüfung der Standstabilität. Die Testbatterie beinhaltet vier Standstabilitätstests mit steigenden Schwierigkeitsgraden, die nach Möglichkeiten vom Patienten zu absolvieren sind. Neben der Beurteilung der Standstabilität mittels der erfolgreich bewältigten Schwierigkeitsstufe, werden die Körperschwankungen des Patienten von einer Druckmessplattform erfasst und dadurch objektiv vergleichbar.
Die Analyse dieser einjährigen Datenbasis legte bei Patienten mit Knie- und Hüft-TEP Defizite in der Standstabilität offen. „Nur etwa jeder fünfte Patient in der vierten postoperativen Woche erreichte die höchste Schwierigkeitsstufe unseres Standstabilitätstests, in der die Patienten 20 sec auf einem Bein stehen müssen“, zieht Ganglaborleiterin Nina Gras eine erste Bilanz.
Genau dieser Problematik will sich nun das Forschungsteam der TU München um Prof. Dr. med. Thomas Horstmann gemeinsam mit Knut Stamer, Chef der Medical Park-Therapeuten im Tegernseer Tal, annehmen. Sensomotorisches Training (SMT) konnte in systematischen Untersuchungen bereits vielversprechende Erfolge zeigen und hat sich daher als elementarer Baustein in der orthopädischen Rehabilitation etabliert. Durch SMT wird neben einer generellen Kräftigung der Muskulatur vor allem die Ansteuerung und damit die Kontrolle der Muskeln trainiert. Gerade nach größeren chirurgischen Eingriffen wird SMT daher intensiv genutzt, um den Patienten wieder ein gutes Bewegungsgefühl zu vermitteln. Die Frage in der Rehabilitationsforschung ist daher schon lange nicht mehr, ob SMT Bestandteil des Therapieplans sein sollte. Noch aber bestehen große Erkenntnislücken, wenn es um die Dosierung von SMT geht. Denn anders als bei Ausdauer- und Krafttraining ist die Dosis von SMT bisher schwer in Zahlen zu fassen. Als erstes gilt es, innovative Sensorsysteme zu entwickeln, mit denen die SMT-Dosis am Patienten erfasst werden kann. Darauf aufbauend sollen die trainingswirksamen SMT-Dosen wissenschaftlich fundiert ermittelt werden. „Auf dieser Grundlage wollen wir einen sensomotorischen Trainingsparcours entwickeln, in dem unsere Patienten SMT genau in der Intensität erfahren, in der es für sie am trainingswirksamsten ist“, stellt Prof. Dr. Thomas Horstmann den Forschungsplan vor. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen sensormotorische Trainingsgeräte derart weiterentwickelt werden, dass sie individuell auf das Niveau des Patienten reagieren können und somit durch Anpassung der Schwierigkeitsstufen den Patienten immer sinnvoll fordern. Diesen Forschungsaufgaben will die Klinik Medical Park Bad Wiessee St. Hubertus in wissenschaftlicher Kooperation mit der Technischen Universität München und der Universität Erlangen nachgehen. Zusätzlich hat die Suche begonnen, Hersteller von sensomotorischen Trainingsgeräten mit in dieses Forschungsvorhaben einzubinden, um neue Erkenntnisse direkt in die Weiterentwicklung ihrer Trainingsgeräte fließen zu lassen. „Neben Produkten der großen namhaften Herstellern wollen wir verstärkt auch Innovationen von Start-up Unternehmen berücksichtigen“, so Dr. Torsten Brauner, Forschungsleiter am Lehrstuhl für Konservative und Rehabilitative Orthopädie an der TU München.
Prof. Dr. Thomas Horstmann
Chefarzt der Abteilung Orthopädie, Traumatologie, Sportmedizin
Klinik Medical Park Bad Wiessee St. Hubertus
Von Prof. Dr. med. Thomas Horstmann und Dr. rer. nat. Torsten Brauner, Technische Universität München Fakultät für Sport- und Gesundheitswissenschaft, Fachgebiet Konservative und Rehabilitative Orthopädie
Von Prof. Dr. med. Stefan Hesse, I. Melzer, Anita Bardeleben
Von Prof. Dr. Karsten Dreinhöfer, Chefarzt der Abteilung Orthopädie
Von Prof. Dr. Heinz Theres, Chefarzt Kardiologie/Innere Medizin, Vorsitzender des Berliner Herzinfarktregisters
Zusammenfassung
Wie von Müller-Jensen und Jansen bereits 1993 beschrieben, ist die Technik der Lidbeschwerung mittels eines auf das Oberlid aufgeklebten Bleiplättchens zur vorübergehenden Therapie der Plegie oder hochgradigen Parese des M. orbicularis oculi simpel und effektiv. Das Sehorgan wird wie im Falle des Uhrglasverbands nicht ausgeschaltet, die Eignung der Fahrtüchtigkeit ist somit nicht beeinträchtigt, die Lidfunktion ist gegeben und die Ästhetik für die meisten Patienten ansprechender. Eine Brille kann getragen werden und im Falle einer Keratopathie ist das Auge zur lokalen Medikamentenapplikation zugänglich. Nachts tragen die Patienten wegen der Schwerkraftabhängigkeit einen Uhrglasverband. Eine Rötung des Oberlides und die Notwendigkeit, das Plättchen ggf. mehrfach am Tag befestigen zu müssen, sind zu beachten. Erhöhte Bleikonzentrationen im Blut konnten die erstbeschreibenden Autoren bei wenigen Patienten seinerzeit ausschließen, eine Intoxikation ist nach toxikologischer Auskunft vor allem bei einer Ingestion und Einatmen von Bleidämpfen zu erwarten. Dessen ungeachtet empfiehlt es sich, das Plättchen mitn Nagellack zu bestreichen bzw. wie im Falle der Patientin im weiteren Verlauf zu einem Goldplättchen zu wechseln. Persistiert die Parese über mehrere Monate und belegen EMG-Untersuchungen eine ungünstige Prognose, sind operative Verfahren wie das interne Lidloading oder eine Muskeltranspositionsplastik zu empfehlen. Naturgemäß entscheiden sich die Patienten, die vom externen Loading profitierten, für das interne Verfahren. Die Beobachtung, dass das Plättchen die Rückbildung der Parese des M. orbicularis occuli im Vergleich zu der des M. orbicularis oris in Einzelfällen beschleunigte, spricht ggf. für einen fazilitatorischen Effekt, wie bereits von Rosenberg und Gizzi beschrieben. Die bessere Vordehnung der Muskelfasern und eine sensorische Stimulation sind mögliche Erklärungen, analog dem PNF-Konzept bzw. dem Kinesio-Taping. Zusammenfassend können die Autoren das sog. externe Lidloading zur temporären Therapie der peripheren Plegie bzw. Parese des M. orbicularis oculi für die tagtägliche Praxis empfehlen.
Von Prof. Dr. med. Stefan Hesse, I. Melzer, Anita Bardeleben