J
ährlich erleiden in Deutschland über 200 000 Menschen einen Schlaganfall. Die Wiederherstel- lung der Gehfähigkeit und der Arm-/Handfunktion ist ein wesentliches Ziel der Rehabilitation.Drei Monate nach einem Insult ist etwa ein Viertel der Patienten noch rollstuhlpflichtig, in etwa 60 Pro- zent der Fälle ist die Ganggeschwindigkeit alltagsrele- vant gemindert, und circa 30 Prozent der Patienten lei- den unter einer funktionslosen oberen Extremität (1).
In Deutschland ist die Bobath-Therapie vorherr- schend. Sie zielt auf eine Normalisierung des Muskel- tonus und eine Wiederherstellung eines möglichst phy- siologischen Bewegungsmusters. Im Vergleich zu an- deren krankengymnastischen Techniken (funktionelle Therapie, Propriozeptive Neuromuskuläre Fazilitation [PNF]), „motor relearning“-Programme, Armfähig- keitstraining) erwies sich das Konzept als gleichwertig beziehungsweise in einem Fall als unterlegen (Tabelle 1). Die größte Studie schloss 282 akute Patienten in drei Gruppen ein (2). Zusätzlich zu einer täglichen 45- minütigen Bobath-Therapie über vier Wochen erhielten die Patienten zweier Gruppen zwei Therapiestunden pro Woche, entweder von einem Bobath-Therapeuten oder einer Hilfskraft. Am Ende der Therapie unter- schieden sich die drei Gruppen nicht.
Zur Intensivierung der Gangrehabilitation nach Schlaganfall (3) wurde Anfang der 1990er-Jahre die Laufbandtherapie mit partieller Körpergewichtsentlas- tung eingeführt (4). Nachteilig ist jedoch der unverän- dert hohe körperliche Aufwand für die Therapeuten.
Gemäß Metaanalyse war die Laufbandtherapie der konventionellen Therapie bei Schlaganfallpatienten nicht überlegen (5).
Um die Gangrehabilitation ohne körperliche Über- anstrengung der Therapeuten zu intensivieren, setzt man daher seit Ende der 1990er-Jahre Gangmaschinen ein.
Für die obere Extremität zeichnet sich eine ähnliche Entwicklung ab, insbesondere für schwer betroffene Patienten, die nicht an positiv evaluierten Programmen wie dem erzwungenen Gebrauch der betroffenen Hand (6) oder dem Armfähigkeitstraining (7) teilnehmen können.
Die Autoren fassen den aktuellen Stand des Wissens zum Erfolg robotergestützter Rehabilitation in dieser Übersichtsarbeit zusammen.
ORIGINALARBEIT
Roboter- und gerätegestützte Rehabilitation nach Schlaganfall
Gehen und Arm-/Handfunktion
Stefan Hesse, Jan Mehrholz, Cordula Werner
ZUSAMMENFASSUNG
Einleitung: Roboter können die Schlaganfallrehabilitation der oberen und unteren Extremität intensivieren helfen.
Der Artikel stellt das Thema und erste kontrollierte Studien vor.
Methoden: Systematische Literaturrecherche über rando- misierte, kontrollierte Studien, erschienen im Zeitraum von 1980 bis 2007, gesucht in Medline (PubMed), Embase, und CINHAL.
Ergebnisse: Für ein elektromechanisches Gerät belegten zwei Studien, dass im Vergleich zur Physiotherapie signifi- kant mehr Schlaganfallpatienten selbstständig gehfähig wurden. Ein Exoskeletongerät war in zwei kleineren Studi- en nicht überlegen. Auf eine gepoolte Analyse wurde auf- grund der geringen Studienanzahl und großer Heteroge- nität verzichtet. In der Arm-/Handrehabilitation konnten sich Endeffektorgeräte sowohl mit einem uni- als auch mit einem bilateralen Ansatz für akute sowie ein einfaches ein- dimensionales System und ein passives Exoskeletonsys- tem für chronische Patienten behaupten.
Diskussion: Die robotergestützte Rehabilitation nach Schlaganfall erscheint vielversprechend. Weitere klinische Studien sind unabdingbar. Der Roboter ersetzt nicht den dringend notwendigen Patienten-Therapeuten-Kontakt.
Dtsch Arztebl 2008; 105(18): 330–6 DOI: 10.3238/arztebl.2008.0330 Schlüsselwörter: Schlaganfall, Hemiparese, Rehabilitation, Robotik, Physiotherapie
Medical Park Berlin Humboldtmühle: Prof. Dr. med. Hesse
Klinik Berlin/Charité Universitätsmedizin Berlin, Abteilung Neurologische Reha- bilitation, Berlin: Werner MSc
Klinik Bavaria Kreischa, Abteilung Frührehabilitation: Dr. rer. med. Mehrholz Technische Universität Dresden, Bereich Public Health/Gesundheitswissen- schaften: Dr. rer. med. Mehrholz
Methoden
Die Autoren suchten im Juni 2007 Artikel zum Thema „ro- boter- und gerätegestützte Rehabilitation der oberen und unteren Extremität nach Schlaganfall“, die im Zeitraum von 1980 bis März 2007 erschienen waren (8). Datenban- ken waren PubMed/Medline, Embase und CINHAL (Kasten).
Gängige Beurteilungsinstrumente
Zur Beurteilung der Gehfähigkeit hemiparetischer Patien- ten ist die „functional ambulation category“ (FAC) 0 bis 5 etabliert (9). Niveau 0 bezeichnet einen Patienten, der trotz Hilfe nicht gehen kann, und Niveau 5 einen Patien- ten, der alle Wege einschließlich Treppen geht. Ab Niveau 3 ist ein Patient selbstständig in der Ebene, benötigt jedoch noch Begleitung.
Der Fugl-Meyer-Score (0 bis 66) ist zur Beurteilung der motorischen Kontrolle der oberen Extremität etabliert (10).
Statistik
Die Ergebnisse zur Gangrehabilitation wurden berück- sichtigt.
Erstes Zielereignis war die Gehfähigkeit zum Studien- ende, sie ist definiert als FAC > 3 beziehungsweise ein ver- gleichbares Maß. Die Studieneffekte sind die Chance, wieder gehen zu können (Odds Ratio, OR). Eine OR > 1 bedeutet eine gesteigerte Chance, wieder selbstständig ge- hen zu können.
Zweites Zielereignis war die Ganggeschwindigkeit in m/s. Die Effekte aller eingeschlossenen Studien wurden in einem „forrest plot“ dargestellt. Auf eine gepoolte Meta- analyse haben die Autoren wegen der Heterogenität der Studienergebnisse verzichtet.
Ergebnisse Gangrehabilitation
Die Bewegung der Beine während des Gehens variiert nur wenig und eignet sich für eine Geräteunterstützung. Das Gewicht der Patienten und die Beschleunigung sind die Hauptprobleme.
Es wurden fünf kontrollierte Studien identifiziert (Ta- belle 2). Colombo et al., Zürich, entwickelten ein soge- nanntes Exoskeletonsystem (11). Es besteht aus einem Laufband und einem Exoskeleton, das heißt einer Orthese mit dem Beinskelett nachempfundenen Stangen und Ge- lenken, die den Körpermaßen angepasst werden. Inte- griert sind programmierbare Antriebe, die die Hüft- und Kniegelenke während der Schwungbeinphase aktiv flek- tieren, die Füße werden passiv geführt.
Die erste kontrollierte Studie schloss 30 akute, nicht gehfähige Schlaganfallpatienten ein, die entweder jeden Werktag über vier Wochen auf dem Gerät oder in der Phy- siotherapie für jeweils 30 Minuten übten. Zusätzlich er- hielten beide Gruppen jeden Werktag 30 Minuten regulä- rer Physiotherapie. Bei vergleichbaren Ausgangsbedin- gungen unterschieden sich beide Gruppen hinsichtlich der Wiederherstellung der Gehfähigkeit und Verbesserung der
PT, Physiotherapie; ADL, activities of daily living; PNF, Propriozeptive Neuromuskuläre Fazilitation; MRP, Motor Relearning Programme;
ABT, Arm-Basis-Training; Gex1, 2, Experimentalgruppen; Gko, Kontrollgruppe TABELLE 1
Prospektiv randomisierte Studien zur Physiotherapie nach Bobath hemiparetischer Patienten
Autoren n Therapie abhängige Variablen Ergebnisse
Lord & Hall, 1986 39 Gex1: Bobath ADL-Kompetenz kein Unterschied
Gko: konventionelle PT
Dickstein et al., 1986 131 Gex1: Bobath ADL-Kompetenz kein Unterschied Gex2: PNF
Gko: konventionelle PT
Basmajian et al., 1987 29 Gex1: Bobath Armfunktion kein Unterschied
Gko: verhaltenstherapeutische PT
Lincoln et al., 1999 282 Gex1: Bobath Armfunktion, kein Unterschied
Gex2: Bobath + 25 min PT mit ADL-Kompetenz qualifiziertem PT
Gko: Bobath + 25 min PT mit „Hilfs-PT“
Langhammer & 61 Gex1: Bobath Motorische Funktion, Unterschied zugunsten MRP
Stanghelle, 2000 Gko: MRP ADL-Kompetenz in der motorischen Funktion
(p = 0,025), kein Unterschied in ADL-Kompetenz, kürzerer Rehaaufenthalt (p = 0,008)
Platz et al., 2005 62 Gex1: ABT + PT Armfunktion Unterschied zugunsten
Gex2: Bobath + PT des AFT (p = 0,04)
Gko: PT
Wang et al., 2005 44 Gex1: Bobath Motorische Funktion, Unterschied zugunsten Gko: orthopädische PT ADL-Kompetenz von Bobath (p = 0,023) van Vliet et al., 2005 120 Gex1: Bobath Motorische Funktion, kein Unterschied
Gko: MRP ADL-Kompetenz
Ganggeschwindigkeit bei Studienende nicht (12). Mayr et al. publizierten 2007 eine randomisierte und kontrollierte Studie im Crossover-Design (A-B-A respektive B-A-B;
A: drei Wochen Therapie mit dem Exoskeletongerät; B:
drei Wochen Physiotherapie), welche 16 Patienten bein- haltete (13). Wegen einer möglichen Übertragung der Ef- fekte einer Phase in die nachfolgende („carry over“-Ef- fekt) wurde gemäß den Empfehlungen der Cochrane Collaboration lediglich die erste Phase, das heißt vor dem ersten „cross over“, berücksichtigt (14). Zum Ende der ersten Phase unterschieden sich beide Gruppen nicht sig- nifikant, jedoch nach Ende der dritten Phase zugunsten der A-B-A-Gruppe. Hesse und Uhlenbrock entwickelten ei- nen elektromechanischen Gangtrainer (15). Er basiert auf dem Endeffektor-Prinzip, das heißt die Füße werden be- wegt, die proximalen Gelenke sind frei. Der gurtgesicher- te Patient steht auf zwei Fußplatten, deren Bewegung die Stand- und Schwungbeinphase simulieren. Die multizen- trische Deutsche Gangtrainer-Studie (DEGAS) schloss 155 akute, nicht gehfähige Schlaganfallpatienten aus vier
Kliniken ein (16). Die kreislaufstabilen Patienten, die zu- mindest an der Bettkante mit Festhalten sitzen konnten, erhielten entweder 20 Minuten Lokomotionstraining auf dem Gerät und 25 Minuten Physiotherapie (Gruppe A) oder 45 Minuten netto Physiotherapie (Gruppe B) jeden Werktag für vier Wochen.
Nach Abschluss der Therapie waren signifikant mehr Patienten der Gruppe A selbstständig gehfähig geworden:
41 von 77 (= 53 %) in Gruppe A versus 17 von 78 (= 22 %) in Gruppe B (Chi-Quadrat-Test mit Bonferroni-Korrektur, p < 0,0001). Die Zunahme der Ganggeschwindigkeit während der Intervention war in der Lokomotionsgruppe ebenfalls signifikant größer (Mann-Whitney-Test mit Bonferroni-Korrektur, p < 0,0001). Sechs Monate später hielt die überlegene Gehfähigkeit in der Lokomotions- gruppe im Vergleich zur Physiotherapie mit 54 selbststän- dig gehfähigen Patienten (70 %) in Gruppe A im Vergleich zu 28 (36 %) in Gruppe B an (p < 0,0001). Die Verände- rung der Ganggeschwindigkeit im Intervall von Studien- ende bis zum Follow-up dagegen unterschied sich nicht mehr. Die DEGAS hatte die Kompetenz in den alltägli- chen Verrichtungen mithilfe des international üblichen Barthel-Index (BI) untersucht. Zielkriterium war ein BI von mindestens 75, der als Limit für eine sichere Rück- kehr nach Hause gilt. Dieses Niveau erreichten 44 Patien- ten (57 %) in Gruppe A und lediglich 21 (27 %) in Gruppe B zum Ende der Intervention (p < 0,0001).
Tong et al. aus Hongkong hatten 50 akute, nicht geh- fähige Patienten, aufgeteilt in zwei Gruppen, untersucht, die für vier Wochen entweder mit dem Gangtrainer (GT) oder mit dem Gerät und funktioneller Elektrostimulation (FES) behandelt wurden (17). Die Kontrollgruppe wurde ausschließlich physiotherapeutisch behandelt. Beide ex- perimentellen Gruppen konnten die Gehfähigkeit und Ganggeschwindigkeit im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant steigern. Die entsprechenden p-Werte für den Vergleich GT versus konventionelle Therapie waren p = 0,005 und p = 0,011 und für den Vergleich GT + FES versus konventionelle Therapie p = 0,002 und p = 0,001 respektive (Mann-Whitney-Test). Die zusätzliche FES konnte den Effekt nicht steigern, die beiden Gruppen un- terschieden sich nicht. Bereits gehfähige Patienten im chronischen Stadium hatten Peurala et al. untersucht (n = 45), die sie zwei Experimentalgruppen– alleiniges Training auf dem Gerät oder zusammen mit FES – bezie- hungsweise einer Kontrollgruppe zuordneten. Letztere absolvierte ein intensives Gangtraining. Im Ergebnis ver- besserten alle Patienten ihre Gehgeschwindigkeit und -ausdauer, die Gruppen waren nicht unterschiedlich (18).
Potenzielle Nebenwirkungen der gerätegestützten Gangrehabilitation sind die zu starke Belastung der Ge- lenke, vor allem im Fall einer vorbestehenden Arthrose, und die kardiovaskuläre Überforderung der nicht selten multimorbiden Patienten. Die Einschlusskriterien trugen dem Rechnung, relevante Nebenwirkungen traten in die- sen Studien nicht auf.
Grafik 1 und 2 stellen deskriptiv die Ergebnisse der fünf randomisierten und kontrollierten Studien (n = 298 Patienten) bezüglich Gehfähigkeit und Gehgeschwin- digkeit dar.
KASTEN
Suchstrategie
Die Suchabfrage, eingeschränkt auf Humanstudien, gliedert sich in drei Teilabfragen:
1
1)) EErrkkrraannkkuunngg:: IInnffaarrkktt Suchbegriffe waren:
cerebrovascular disorders/ brain injuries/ brain injury, chronic stroke/ cva/ poststroke/ post-stroke
cerebrovasc*/ cerebral vascular cerebral/ cerebellar/ brain/ vertebrobasilar infarct*/ ischaemi*/ thrombo*/ embolic/ apoplexy cerebral/ brain/ subarachnoid
haemorrhage/ hemorrhage/ haematoma/ hematoma/ bleed hemiplegia/ exp paresis
hemparisis/ hemiplegic/ brain injuries gait disorders/ neurologic
2
2)) TThheerraappiieemmooddaalliittäätt Suchbegriffe waren:
physical therapy modalities/ exercise therapy/ motion therapy, continuous passive
*exercise/ *exercise test
robotics/ automation/ orthotic devices body weight/ weight-bearing
(gait/ locomot*) AND (train*/ therapy/ rehabilitat*/ re-educat*)
electromechanical/ electro-mechanical/ mechanical/ mechanised/ mechanized/
driven
(body-weight/ body weight) AND (support*/ relief)
robot*/ orthos*/ orthotic/ automat*/ computer aided/ computer assisted bws/ harness/ treadmill/ exercise*/ fitness train*/ Lokomat/ Locomat/ GaiTrainer/
Kinetron
continuous passive/ cpm AND therap*
3
3)) ZZiieellggrröößßee:: mmoottoorriisscchhee FFuunnkkttiioonn Suchbegriffe waren:
gait/ exp walking/ locomotion
"range of motion, articular"
recovery of function
walk*/ gait*/ ambulat*/ mobil*/ locomot*/ balanc*/ stride
Diese Suchstrategie wurde für die Arm-/Handrehabilitation entsprechend modifiziert.
Ausgeschlossen wurden Studien in Abstractform, Studien über das Laufbandtraining und Studien, die bereits zuvor veröffentlichte Daten wiedergaben.
Arm/Handrehabilitation
Es wurden sieben kontrollierte Studien identifiziert (Tabelle 3). Pionier ist ein endeffektor-basiertes System des Massachusetts Institute of Technology (MIT), Boston/USA, mit dem der Patient einen in der Horizontal- ebene beweglichen Roboterarm mit seiner Hand umfasst und so einseitig die Schulter-Ellenbogen-Bewegung üben kann (19). Auf einem Bildschirm werden anzusteuernde Ziele vorgegeben, eine Nachgiebigkeitsregelung dient der Simulation der erfahrenen Therapeutenhand.
Zwei kontrollierte Studien mit insgesamt 76 schwer be- troffenen akuten Schlaganfallpatienten (Schlaganfallin- tervall < vier Wochen vor Studienbeginn) verglichen 20 beziehungsweise 25 h Therapie mit dem Roboter (eine Stunde pro Werktag, vier oder fünf Tage die Woche) mit einer Scheintherapie, in der die Patienten den Roboter mit dem nicht betroffenen Arm bedienten (20, 21). Es ergab sich ein signifikant größerer Kraftzuwachs für die Schul- ter-Ellenbogen-Muskulatur in der experimentellen Grup- pe, die Kraft distaler Segmente und motorische Funktio- nen unterschieden sich dagegen nicht.
Ein weiteres endeffektor basiertes Gerät verfolgt einen bilateralen distalen Ansatz. Jede Hand umfasst einen
Griff, zwei Antriebe erlauben das bilaterale Üben der Pro- nation/Supination des Unterarms und der Flexion/Exten- sion des Handgelenks. Dies erfolgt entweder passiv, die nicht betroffene führt die betroffene Hand oder die pareti- sche Hand muss die Bewegung unterstützen (rein passiv = Modus 1, die nicht betroffene führt die betroffene Hand = Modus 2 oder die paretische Hand muss die Bewegung unterstützen = Modus 3). Das beidseitige Üben zielt auf eine Fazilitation der paretischen Seite, der distale Ansatz trägt der größeren kortikalen Repräsentation der Hand im Sinne des Homunkulus Rechnung.
Eine erste Studie schloss 44 akute Schlaganfallpatien- ten mit einer plegischen Hand ein (22). Die Patienten üb- ten jeden Werktag sechs Wochen lang entweder mit dem Gerät oder mit der Elektrostimulation der Handstrecker zusätzlich zur sonst üblichen Rehabilitation. Mittels Ober- flächenelektroden wurden die Handstrecker 60- bis 80- mal pro Sitzung extern stimuliert, optional war eine EMG- Triggerung. Nach Ende der Intervention und zum Follow- up waren die Kraft proximaler und distaler Segmente so- wie auch die Kontrolle motorischer Funktionen der pareti- schen oberen Extremität in der Experimentalgruppe signi- fikant besser.
RKS, randomisiert kontrollierte Studie; *1A-B-A- respektive B-A-B-Design, nur die erste Phase wurde berücksichtigt, um einen sogenannten „carry-over“-Effekt zu vermeiden;
Gex1,2, Experimentalgruppen; Gko, Kontrollgruppe; GT, Gangtrainer GT I; FES, funktionelle Elektrostimulation; PT, Physiotherapie;
*2signifikant größere Verbesserungen zugunsten der Experimentalgruppen; FAC (0–5), functional ambulation category; n.s., nicht signifikant TABELLE 2
Prospektiv randomisierte Studien zur robotergestützten Therapie der unterenExtremität hemiparetischer Patienten
Autoren Studien- Design n Therapie FAC (0–5) FAC (0–5) FAC (0–5) Geschwin- Geschwin- Geschwin-
objekt ini Median term follow-up digkeit ini digkeit term digkeit
Median Median (m/s) (m/s) follow-up
(m/s) akute, initial nicht gehfähige Patienten
Tong et al., Gangtrainer RKS mit 3 50 Gex1: 20 x 20 min Gex1: 1 (0–1) Gex1: 4 (1–4) – Gex1: 0,0±0 Gex1: 0,63±0,37 –
2006 GT I Armen GT + FES plus Gex2: 1 (0–1) Gex2: 3 (1–3) Gex2: 0,0±0 Gex2: 0,47±0,21
10 min PT Gko: 1 (1–2) Gko: 2 (1–2) Gko: 0,0±0 Gko: 0,24±0,3
Gex2: 20 x 20 min p = 0,001*2 p = 0,001*2
GT plus 10 min PT Gko: 20 x 30 min
konvent. PT
Pohl et al., Gangtrainer RKS mit 2 156 Gex: 20 x 20 min GT Gex: 1 (0–2) Gex: 4 (2–4) Gex: 5 (3–5) Gex: 0,13±0,17 Gex: 0,44±0,47 Gex: 0,53±0,31 2006 GT I Armen plus 25 min PT Gko: 1 (0–2) Gko: 2 (1–3) Gko: 3 (1–4) Gko: 0,14±0,19 Gko: 0,32±0,36 Gko: 0,36±0,42
Gko: 20 x 45 min PT p = 0,001*2 p = 0,001*2 p = 0,001*2 n.s.
Husemann Lokomat RKS mit 2 30 Gex: 20 x 20 min Gex: 0 (1–4) Gex: 1 (1–4) – Gex: 0,12±0,02 Gex: 0,20±0,03 –
et al., 2007 Armen Lokomat plus Gko: 0 (1–4) Gko: 1 (1–4) Gko: 0,14±0,03 Gko: 0,20±0,05
20 min PT n.s. n.s.
Gko: 20 x 40 min PT
Mayr Lokomat RKS*1mit 2 16 Gex: 15 x 30 min Gex: 2 (1,5–2) Gex: 3 (3–4) – Gex: 90s (40–140) Gex: 75s (50–100) –
et al., 2007 Armen Lokomat Gko: 2 (2–3) Gko: 2,5 (2–3) Gko: 75s (30–200) Gko: 70s (35–70)
Gko: 15 x 30 min PT n.s. n.s.
chronische, mäßig betroffene Patienten
Peurala Gangtrainer RKS mit 3 45 Gex1: 15 x 20 min Gex1: 4 (3–4) – – Gex1: 0,23 Gex1: 0,28 –
et al., 2005 HGT I Armen GT + FES plus 55 Gex2: 4 (3–4) Gex2: 0,25 Gex2: 0,33
min PT Gko: 4 (3–4) Gko: 0,25 Gko: 0,31
Gex2: 15 x 20 min n.s
GT plus 55 min PT Gko: 15 x 20 min
konvent.
Gangschule plus 55 min PT
Masiero und Kollegen, Italien, hatten einen Seilkine- matikroboter entwickelt, der dem Patienten nach dem Ma- rionettenprinzip das sehr frühe Üben einer dreidimensio- nalen Schulter-Ellenbogen-Bewegung erlaubt. Eine kon- trollierte Studie schloss 35 Patienten ein, deren Insult we- niger als eine Woche zurücklag. Verglichen wurde eine vierstündige Therapie pro Woche über fünf Wochen mit dem Roboter gegen eine Scheintherapie geringerer Inten- sität, in der der Patient den Roboter mit dem nicht betrof- fenen Arm bewegte. Die Robotergruppe erzielte einen sig- nifikant größeren Zugewinn an motorischer Kontrolle und Kraft der oberen Extremität (23).
Chronische Patienten wurden mit drei Geräten in ran- domisierten, kontrollierten Studien untersucht.
Eines erlaubt eine bilaterale Schulter-Ellenbogen- Bewegung mithilfe von zwei Roboteramen. Die gesunde
Seite führt, die betroffene Extremität folgt der Bewegung zwecks Fazilitation. Die kontrollierte Studie schloss 27 chronische Patienten ein, die entweder mit dem Roboter oder nach Bobath-Therapie jeweils 24-mal für 60 Minuten behandelt worden waren. Die Robotergruppe verbesserte ihre motorische Kontrolle und Kraft während der Inter- vention signifikant, nachfolgend ergab sich kein Unter- schied mehr (24).
Ein weiteres Gerät ist ein eindimensionales System, das den Arm in einer Schiene vor und zurück bewegt, das heißt der Patient muss die Bewegung unterstützen, eine rein passive Ausführung ist ausgeschlossen. 19 moderat be- troffene chronische Patienten übten 24-mal entweder mit dem Gerät oder erhielten eine Physiotherapie gleicher In- tensität. Am Ende der Intervention unterschied sich die Kraft der oberen Extremität zugunsten der Experimental- Roboter- und gerätegestützte Rehabilitation des Gehens. Unabhängiges Gehen zum Ende der Behandlungsphase. Darstellung der Effekte aller Studien in einem sogenannten „Forrest Plot“. Die Effekte sind die Chance, wieder selbstständig gehen zu können (Odds ratio, OR). Eine OR > 1 bedeutet eine gesteigerte Chance, wieder selbstständig zu gehen. RD, Risikodifferenzen; KI, Konfidenzintervall; random, Auswertung für zufäl- lige Effekte; N, Anzahl eingeschlossener Patienten
GRAFIK 1
Roboter- und gerätegestützte Rehabilitation des Gehens. Gehgeschwindigkeit (m/s). Darstellung der Effekte in einem sogenannten „Forrest Plot“. Die Effekte geben die Verbesserung der Ganggeschwindigkeit wieder (Odds ratio, OR). Eine OR > 1 bedeutet einen signifikant größeren Zugewinn an Ganggeschwindigkeit in der Experimentalgruppe. WMD, gewichtete Mittelwertsunterschiede; KI, Konfidenzintervall; SD, Stan- dardabweichung; random, Auswertung für zufällige Effekte; N, Anzahl eingeschlossener Patienten
GRAFIK 2
gruppe, motorische Funktionen waren nicht untersucht worden (25).
Das dritte Gerät ist ein passives Exoskeleton-System mit fünf Freiheitsgraden. Elastische Bänder sichern den Arm gegen die Schwerkraft. Eine derzeit noch laufende Studie (26) schließt chronische Schlaganfallpatienten mit einer moderaten bis schweren Armparese ein. Die Patien- ten trainieren über acht Wochen entweder dreimal pro Woche mit dem Gerät oder üben eigenständig zu Hause.
Nach vorläufigen Ergebnissen (n = 23) erzielte die Arm- trainergruppe einen signifikant größeren Zugewinn im Fugl-Meyer-Score.
Potenzielle Nebenwirkung der Robotertherapie der oberen Extremitäten ist vor allem eine Überanstrengung der Gelenke und Sehnen. Die Eingangskriterien und die Therapieintensitäten berücksichtigten dies, relevante Ne- benwirkungen traten nicht auf.
Fazit
Die roboter- und gerätegestützte motorische Rehabilitati- on eröffnet neue Perspektiven für Schlaganfallpatienten.
Sie intensiviert die Therapie, ohne die Therapeuten zu überfordern. Die bisher vorliegenden Ergebnisse scheinen
die Entwicklung trotz unverändert mangelhafter Datenla- ge zu rechtfertigen. Eine gepoolte Metaanalyse zur geräte- gestützten Gangrehabilitation konnte von den Autoren wegen der Heterogenität der Studienergebnisse nicht durchgeführt werden. In der Tendenz ging die Therapie, insbesondere auf dem endeffektor-basierten, elektrome- chanischen Gangtrainer, mit einer höheren Wahrschein- lichkeit einher, wieder selbstständig gehfähig zu werden.
Weitere, auch gegen etablierte Therapien vergleichende Studien, sind daher dringend angezeigt, wobei auch Kostenaspekte mit berücksichtigt werden sollten. Der the- rapeutische Effekt der robotergestützten Therapie der obe- ren Extremität ist noch schwer einzuschätzen. Keine der Studien konnte einen alltagsrelevanten Zugewinn bele- gen, des Weiteren erfolgte zum Teil ein Vergleich gegen eine Scheintherapie (20, 21, 23). Andererseits bieten die Geräte eine Chance für den schwer betroffenen Arm, der als schwer rehabilitierbar gilt. Derzeit erlebt die roboter- gestützte Therapie einen Boom, noch mehr „Freiheitsgra- de, Telerehabilitation und virtuelle Welten“ sind die Schlagworte. Eine enge Kooperation zwischen Ärzten und Geräteherstellern ist erforderlich, um nicht in die Fal- le des „over-engineering“, das heißt der technisch zu auf-
RKS, randomisiert kontrollierte Studie; FM, Fugl-Meyer Assessment Score (0–66); ∆, FM term – FM ini beziehungsweise FM follow-up – FM term; n.s., nicht signifikant, p > 0,05; chr., chronische Patienten; Schlagfanfallintervall > 6 Monate; p, signifikanter Unterschied zugunsten der Experimentalgruppe TABELLE 3
Prospektiv randomisierte Studien zur robotergestützten Therapie der oberenExtremität hemiparetischer Patienten
Autoren Studien- Studien- n Therapie FM (0–66) ∆∆ FM ∆∆ FM Zuwachs Zuwachs
objekt design ini (0–66) oder (0–66) oder Muskelkraft Muskelkraft
FM (0–66) FM (0–66) term – ini follow-up –
term follow-up term
Aisen et al., MIT-Manus RKS mit 20 Gex: 20 x 60 min Gex: 17,1±15,2 Gex:∆14,1±9,7 – p = 0,02 –
1997 2 Gruppen akut MIT-Manus Gko: 13,8±16,6 Gko:∆10,1±11,6
Gko: 20 x 60 min n.s.
Scheintherapie
Volpe et al., MIT-Manus RKS mit 56 Gex: 25 x 60 min Gex: 6,0±2,5 Gex: 12,0±3,0 – p = 0,05 –
2000 2 Gruppen akut MIT-Maus Gko: 5,0±1,0 Gko: 10,0±4,0
Gko: 25 x 60 min n.s.
Scheintherapie
Hesse et al., BI-MANU- RKS mit 2 44 Gex: 30 x 20 min Gex: 7,9±3,4 Gex: 24,6±14,9 Gex: 30,0±16,8 p < 0,001 p < 0,001
2005 TRACK Gruppen akut Bi-Manu-Track Gko: 7,3±3,3 Gko: 10,4±7,5 Gko: 16,6±14,9
Gko: 30 x 20 min p < 0,001 p < 0,001
Elektro- stimulation
Masiero et al., NeReBot RKS mit 35 Gex: 25 x 50 min Gex: 8,0 Gex:∆15,8 Gex: ∆26,0 p < 0,05 n.s.
2007 2 Gruppen akut NeReBot Gko: 6,0 Gko:∆10,3 Gko: ∆16,3
Gko: 25 x 30 min p < 0,05 p < 0,01
Schein-NeReBot
Lum et al., MIME- RKS mit 27 Gex: 24 x 60 min Gex: 24,8±4,5 Gex:∆4,7±0,7 Gex: ∆4,9±0,8 p < 0,02 n.s.
2002 Roboter 2 Gruppen chronisch MIME Gko: 26,6±4,7 Gko:∆3,1±0,4 Gko: ∆4,8±0,7
Gko: 24 x 60 min p < 0,043 n.s.
Bobath
Kahn et al., ARM-Guide RKS mit 19 Gex: 24 x ARM- – – – n.s. –
2006 2 Gruppen chronisch Guide
Gko: 24 x Greifaufgaben
Housman et al., T-Wrex RKS mit 23 Gex: 24 x 60 min Gex: 24,0 ± 7,0 Gex:∆3,7 ± 2,3 – – –
2007 2 Gruppen chronisch T-Wrex
Gko: 24 x 60 min Gko: 17,0 ± 5,0 Gko:∆2,7 ± 2,7 Eigentraining p = 0,02 p < 0,01
wändigen Lösung zu geraten. Auch sei nochmals auf die unzureichende Studienlage und die eingeschränkte All- tagstauglichkeit der Ergebnisse hingewiesen.
Niemals wird der Roboter den für die Rehabilitation notwendigen interpersonellen Kontakt zwischen Thera- peut und Patient ersetzen können. Er ist eine zusätzliche Option, um die Therapie zu intensivieren.
Hinweis
Die Eigennamen der im Text erwähnten Geräte sind vom Autor erhältlich.
Danksagung
Das BMBF, das BMWi und die DFG unterstützten die Forschung großzügig.
Interessenkonflikt
Dr. med. Beate Brandl-Hesse, Berlin besitzt die nationalen Patente und vertreibt die Geräte: Gangtrainer GT I und Bi-Manu-Track. Die Inhaberin ist die Ehefrau des Erstautors. Die beiden anderen Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt im Sinne der Richtlinien des International Committee of Medical Journal Editors vor- liegt.
Manuskriptdaten
eingereicht: 26. 1. 2007, revidierte Fassung angenommen: 15. 1. 2008
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Anschrift für die Verfasser Cordula Werner MSc Klinik Berlin
Kladower Damm 223, 14089 Berlin E-Mail: bhesse@zedat.fu-berlin.de
SUMMARY R
Roobboott--AAssssiisstteedd UUppppeerr aanndd LLoowweerr LLiimmbb RReehhaabbiilliittaattiioonn AAfftteerr SSttrrookkee Introduction: Robots help to intensify motor rehabilitation of the upper and lower limbs after stroke. This article presents controlled studies relating to this topic, and an overview. Methods: A search was carried out for relevant randomized controlled trials, published between 1980 and 2007, on Med- line (PubMed), Embase, and CINHAL. Results: Two studies showed benefit for an electromechanical gait trainer, with significantly more patients resu- ming walking as compared to conventional physiotherapy. Two studies sho- wed no evidence of benefit for an exoskeleton-based system. A pooled analysis was not conducted due to the small numbers of studies and high heterogeneity. In arm/hand rehabilitation a number of unilateral or bilateral end-effector based systems proved effective in patients with stroke, and a simple one-dimensional system and a passive exoskeleton system proved effective in patients with chronic symptoms. Discussion: Robot-assisted motor rehabilitation after stroke appears promising. More trials, including comparative studies, are mandatory. The robot cannot be considered a substitute for the patient-therapist relationship.
Dtsch Arztebl 2008; 105(18): 330–6 DOI: 10.3238/arztebl.2008.0330 Key words: stroke, hemiparesis, rehabilitation, robotics, physiotherapy
The English version of this article is available online:
www.aerzteblatt-international.de
