Medizintechnik : Elektrostimulation hilft Gelähmten

Steh auf und wandle: Neue elektronische Bewegungshilfen erleichtern es Gelähmten, wieder auf die Beine zu kommen. Wie einem 25-Jährigen Amerikaner, der seit einem Autounfall fünf Jahre lang gelähmt war.

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Wiederbelebte Beinmuskeln. Der gelähmte Italiener Gabriele Tronconi demonstriert, wie er mithilfe der Elektrostimulation aufstehen kann. Er hofft, mithilfe der Methode eines Tages wieder gehen zu können.
Wiederbelebte Beinmuskeln. Der gelähmte Italiener Gabriele Tronconi demonstriert, wie er mithilfe der Elektrostimulation aufstehen...Foto: Reuters

Auf der Stelle stehen ist alles andere als Stillstand. Nervensignale aus dem Gehirn jagen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 300 km/h durch das Rückenmark bis in die Lenden, geben den Befehl zum Anspannen der Gesäß- und Beinmuskeln und dem Durchdrücken der Kniegelenke. Der Gleichgewichtssinn arbeitet auf Hochtouren, balanciert leichtes Schwanken durch kaum merkliche Muskelbewegungen in Beinen und Füßen aus. Ein Augenblicksvorgang für einen gesunden Menschen, alltäglicher Automatismus unterhalb der Wahrnehmungsschwelle.

Anders bei Rob Sommers. Der 25-jährige Amerikaner ist seit einem Autounfall vor fünf Jahren von der Brust abwärts gelähmt. Wackelig hält sich der ehemalige Baseballspieler an einem Trainingsgestell fest, umringt von einem Team aus Wissenschaftlern und Ingenieuren. Dann steht er das erste Mal aus eigener Kraft wieder auf seinen Beinen. Das kleine Wunder vollbrachten US-Forscher vor kurzem mit Hilfe der Elektrostimulation.

Nachdem eine intensive Bewegungstherapie bei Summers keinen Erfolg brachte, entschloss sich das Team unter der Leitung von Susan Harkema von der Universität von Louisville in Kentucky zu dem Eingriff. Die Forscher pflanzten dem Patienten auf Höhe der Lendenwirbelsäule 16 Elektroden ein. Sie stimulieren über einen ebenfalls implantierten Pulsgenerator das Rückenmark in der Region der Lendenwirbelsäule.

Die Befehle, welche das folgerichtige Zusammenziehen der Beinmuskulatur auslösen, kommen von einem Computer außerhalb des Körpers. Er ist über ein Kabel mit dem Pulsgenerator verbunden. Wird das Computerprogramm gestartet, sendet der Pulsgenerator in der richtigen Reihenfolge Befehle zu den Elektroden, die dann die für den festen Stand nötigen Muskelkontraktionen auslösen.

Das Experiment verbesserte die Situation des Patienten drastisch. Schon nach kurzer Zeit war Summers in der Lage, mithilfe eines Therapeuten einige Schritte auf dem Laufband zu machen - wie dieses Video eindrücklich zeigt:

Summers konnte wieder seine Hüfte, die Knie, Füße und Zehen bewegen. Auch die Kontrolle der Harnblase und die Sexualfunktionen des Patienten haben sich deutlich verbessert, berichten die Forscher im Fachblatt „Lancet“. Summers ist von den Fortschritten buchstäblich elektrisiert: „Ich bin überzeugt davon, dass mich die Technik aus dem Rollstuhl herausbringt.“

Der Erfolg kommt für Experten nicht unerwartet. „Die funktionelle Elektrostimulation wird seit den 1960er Jahren vorangetrieben“, sagt Thomas Schauer, Elektroingenieur an der Technischen Universität (TU) Berlin . Zusammen mit Jörg Raisch, der Arbeitsgruppen an der TU und am Magdeburger Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme leitet, entwickelt der Forscher intelligente Regelsysteme für elektronisch gesteuerte Bewegungshilfen. Mit ihnen sollen gelähmte Schlaganfallpatienten wieder auf die Beine kommen. „Die Herausforderung dabei ist, die Bewegungssteuerung so flexibel zu machen, dass sie sich an die Tagesform oder Kondition des Patienten anpasst“, erklärt Schauer.

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