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Wiederherstellung motorischer Funktionen

Author(s):

R. Riener
Conference/Journal:

pp. 377-432, Interaktive und autonome Systeme der Medizintechnik – Funktionswiederherstellung und Organersatz. Hrsg.: J. Werner
Abstract:

Zentralmotorische Lähmungen durch Schädigungen im Hirn oder Rückenmark stellen welt-weit ein großes sozialmedizinisches Problem dar. Allein in der Bundesrepublik Deutschland treten mehr als 250.000 neue Schlaganfälle pro Jahr auf. Dazu kommen Patienten mit Schä-del-Hirn-Trauma, Querschnittlähmung durch Trauma oder Erkrankungen, Multipler Sklero-se, Entzündungen und Tumoren des zentralen Nervensystems. Manche zentralmotorische Pathologien können durch manuelle oder automatisierte Bewe-gungstherapien erfolgreich behandelt werden. Dabei wird durch ein häufiges, repetitives Bewegen von Körpersegmenten die Lern- und Anpassungsfähigkeit des Gehirns und Rü-ckenmarks genutzt. Ein großer Teil der Patienten bleibt jedoch schwer beeinträchtigt und von fremder Hilfe abhängig. Die Neuroprothetik durch Funktionelle Elektrostimulation (FES) ermöglicht die Wiederherstellung motorischer Funktionen bei Schädigungen im zentralen Nervensystem. Dadurch erlangen die Patienten ein erhöhtes Maß an Selbständigkeit. Trotzdem haben Neu-roprothesen bisher nur in Teilgebieten eine klinische Bedeutung erlangt. Grund für die gerin-ge Akzeptanz bei Patienten und Medizinern waren bisher vor allem der unzureichende Funk-tionsgewinn, die unbefriedigende Kosmetik und die Unzuverlässigkeit bisheriger Systeme. Neue Entwicklungen im Bereich der Bewegungsregelung, Datenverarbeitung, Miniaturisie-rung, und Implantationstechnik verbessern die Funktionalität von Neuroprothesen deutlich und schaffen die Basis für eine breitere klinische Anwendung in der Zukunft. Ergänzend oder alternativ zur Bewegungstherapie und Neuroprothetik können Bewegungen auch durch externe technische Hilfsmittel unterstützt oder wiederhergestellt werden, um eine Reintegration in den Alltag zu ermöglichen. Beispiele hierfür sind Orthesen und roboterba-sierte Ansätze. Sie leisten eine Bewegungsunterstützung nicht nur bei zentralmotorischen Lähmungen, sondern auch nach Läsionen peripherer Nerven und des Muskel-Skelettsystems. Nach dem Verlust ganzer Körpersegmente werden schließlich künstliche Gliedmaßen, so genannte Exprothesen, verwendet. Sie ermöglichen unter anderem die Wiederherstellung lokomotorischer und manipulativer Funktionen. Da bei allen technischen Lösungsansätzen eine enge Wechselwirkung zwischen Mensch und technischem System vorliegt, bestehen sehr hohe Anforderungen an die Funktionalität, Zu-verlässigkeit und Sicherheit der verwendeten Geräte und Verfahren. Die rekonstruierten Bewegungen müssen korrekt ausgeführt werden, um die entsprechenden funktionellen Auf-gaben zu erfüllen. Dabei müssen die Handhabung, Bedienung und Eingabe für den Bediener, d.h. für den Patienten und Therapeuten, so einfach wie möglich sein, um die Akzeptanz der Geräte zu maximieren. Nicht zuletzt handelt es sich ja häufig um ältere Menschen und Pati-enten mit kognitiven Defiziten, denen die Gerätebedienung nicht leicht fällt. Die verwende-ten Geräte und Verfahren müssen sich dabei kooperativ verhalten und auf die Bedürfnisse und Intentionen des Patienten eingehen können. Der Patient darf also nicht der Sklave der Maschine sein, sondern die Maschine muss zum Wohle und Wohlwollen des Patienten arbei-ten. Gleichzeitig muss die Maschine bzw. das technische Verfahren eine hinreichende Auto-nomie besitzen, um den Patienten von den komplexen Aufgaben der Bedienung, Situations-erkennung und Situationsreaktion zu entlasten. Wegen der hohen Ansprüche an Bewegungsgüte, Bedienbarkeit, Zuverlässigkeit, Sicherheit und Autonomie sind bei der Entwicklung moderner Techniken zur Bewegungswiederherstel-lung die Disziplinen der Automatisierungs-, Regelungs-, System- und Interfacetechnik in besonderem Maße gefordert. Dieses Buchkapitel soll einen kleinen Einblick in die pathophy-siologischen Anforderungen und die entsprechenden technischen Lösungsmöglichkeiten bei verlorengegangenen oder eingeschränkten motorischen Funktionen liefern.

Year:

2005
Type of Publication:

(02)Book
Supervisor:



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