Innovativ und hochmodern: die Reha-Technik der Zukunft

Kniegelenke aus dem 3-D-Drucker, Roboterskelette, die Querschnittgelähmte wieder laufen lassen – keine Science-Fiction, sondern moderne Reha-Technik. Neueste Computer- und Robotertechnologie verhilft Menschen mit Handicap zu mehr Selbstständigkeit.

Die Zukunft der Reha-Technik hat begonnen

Es klingt wie aus einem Zukunftsroman: Menschen, die im Rollstuhl sitzen, gehen wieder erste Schritte, Prothesen lassen sich mit elektrischen Impulsen steuern. Die neuesten Entwicklungen in der Reha-Technik sind atemberaubend. Dank zunehmender Technisierung und Digitalisierung schöpfen Menschen mit körperlichen Einschränkungen, zum Beispiel nach einem Unfall, Schlaganfall, Schädel-Hirn-Trauma oder durch neurologische Erkrankungen, neue Hoffnung.

Innovative, intelligente Hilfsmittel erleichtern Betroffenen den Alltag, ersetzen fehlende oder geschädigte Körperfunktionen und verbessern die Mobilität. Sie können wieder aktiv am Leben teilnehmen. Und älteren oder pflegebedürftigen Personen hilft die innovative Technologie, länger unabhängig zu bleiben. Wir stellen die neuesten Entwicklungen vor.

Die schnelle Frage zum Thema:

Würden Sie sich ein Gelenk aus dem 3-D-Drucker einsetzen lassen?

Würden Sie sich ein Gelenk aus dem 3-D-Drucker einsetzen lassen?

Künstliche Intelligenz in der Reha-Technik

Künstliche Intelligenz, kurz KI, erleichtert und steuert immer mehr die Mobilität von Menschen mit erworbenen oder angeborenen Erkrankungen. Doch was bedeutet künstliche Intelligenz überhaupt? Viele Menschen nutzen längst einfache KI-Lösungen in ihrem Alltag, ohne sich dessen überhaupt bewusst zu sein – die Spracheingabe beim Smartphone zum Beispiel. Es handelt sich bei KI um vom Menschen entwickelte Systeme, die darauf ausgerichtet sind, ein komplexes Ziel zu erreichen. Dafür sammeln sie Daten, strukturieren und interpretieren sie, leiten Informationen daraus ab, um das vorgegebene Ziel bestmöglich zu erreichen. Ein Ziel beim Einsatz von KI in der Reha-Technik kann zum Beispiel eine bestimmte Bewegungsabsicht sein.

Wunder der Technik: Exoskelette

Moderne, multifunktionale Roboterskelette ermöglichen es Menschen mit Schwäche oder Lähmung der unteren Extremitäten, wieder selbstständig zu stehen oder sogar zu gehen. Die Ganzkörper-Stützstrukturen ähneln einem außen liegenden Skelett, daher die Bezeichnung Exoskelett. Sie verleihen dem Körper von außen zusätzliche Stabilität.

Exoskelette sind mittels Servomotoren angetriebene Orthesen, die von Teilbereichen wie Hand- oder Armorthesen bis hin zu Ganzkörperanzügen reichen. Integrierte Seilzüge oder aufblasbare Luftkammern übernehmen einen Teil der Bewegungskraft. Motorisierte Gelenke, kombiniert mit neuester Sensortechnologie und intelligenter Steuerung, verhelfen Betroffenen zu neuer Mobilität.

Bei dieser Reha-Technik spielt künstliche Intelligenz eine zunehmende Rolle. Sensoren messen die Muskeltätigkeit, selbstlernende Algorithmen errechnen daraus die Bewegungsintention des Orthesen-Trägers. Die KI weist die Apparatur an, welche Seilzüge gespannt werden müssen, um die beabsichtigte Bewegung auszuführen. So entwickeln Forscher Exoskelette, die Patienten nach einem Schlaganfall dabei helfen, verloren gegangene Bewegungen wieder zu erlernen. Eine sogenannte EEG-Haube auf dem Kopf des Patienten erkennt elektronische Impulse für bestimmte Bewegungen und gibt die Information an das Exoskelett weiter. Genau diese Bewegung wird dann durch das intelligente Exoskelett unterstützt. Durch regelmäßiges Training in der Reha sollen Schlaganfallpatienten sowie Rückenmarkverletzte ihre eigene Bewegungsfähigkeit deutlich verbessern.

Mit modernster Reha-Technik den Alltag erleichtern

Wissenschaftler forschen zudem intensiv am Gangtraining bei neurologischen Beeinträchtigungen. Mit guten Ergebnissen. Dadurch können Patienten nach einem Unfall, Schlaganfall oder anderen neuromuskulären Erkrankungen mithilfe der Robotik neu laufen lernen. Frühe Bewegungsübungen sollen ihnen helfen, dass sich anstelle der geschädigten Hirnareale neue neuronale Verbindungen, sogenannte Synapsen, bilden. Das menschliche Gehirn ist dazu in der Lage, wenn es regelmäßig trainiert wird.

Technologiegestütztes Gangtraining

„Lokomat®“ oder „Armeo®“ (Hersteller: Hocoma) – so heißen neuartige Medizingeräte für hochmodernes Bewegungstraining in der Rehabilitation, insbesondere für Patienten mit schweren motorischen Beeinträchtigungen.

Beispiel Lokomat®: Es handelt sich um ein individuelles Gangtraining auf dem Laufband mit einer dynamischen Körpergewichtsentlastung und der robotikgestützten Führung des Gangmusters. Bei dieser Technologie stimulieren computergesteuerte Elektromotoren den Betroffenen beim Gehen. Sensoren registrieren dabei den Krafteinsatz bei jeder Bewegung. Auch Patienten, die auf einen Rollstuhl angewiesen sind, können diesen für das Training mit dem „Lokomat®“ verlassen und aufrecht laufen. Ihr Körpergewicht wird während des Trainings von Gurten gehalten, die Schrittfolge von Schienen geführt.

Durch diese Technologie kann die Intensität der Bewegung mit dem „Lokomat®“ nicht nur exakt gesteuert, sondern darüber hinaus genau auf die Bedürfnisse des Patienten ausgerichtet werden.

Moderne Technik mit Spaßfaktor

Sind hingegen Hand- und Armfunktionen bei einem Patienten eingeschränkt, kann „ArmeoSpring®“ helfen. Dabei handelt es sich um ein medizinisches Gerät bei neuromuskulären Funktionsstörungen der oberen Extremitäten – mit Spaßfaktor.

Denn: Die gleichzeitige Arm- und Handtherapie ist kombiniert mit Videospielen und Simulationen alltäglicher Aktivitäten und Bewegungen. Ein innovativer Ansatz, der viele Betroffene für das notwendige Training enorm motiviert. Sie tauchen ein in eine virtuelle, interaktive Welt – und führen dabei die für die Reha so wichtigen und vor allem richtigen Bewegungen aus.

Vorteil der Vorrichtung: Sie erkennt auch kleinste Bewegungsansätze und stimuliert zu intensiven Bewegungs- und Greifübungen, selbst bei geringer Restmuskelaktivität. So profitieren die Patienten auch für Alltagsaktivitäten von dem Training.

Weiterer Aspekt: Bei Reha-Therapien ist oftmals eine große Zahl an Bewegungswiederholungen geboten, die mit einer manuellen Therapie schwierig oder nicht zu erreichen sind.

Das bedeutet: Robotikgestützte Maßnahmen ermöglichen, das Therapieziel schneller zu erreichen und den Rehabilitationsprozess zu beschleunigen. Gleichzeitig unterstützen und entlasten die Roboter das Personal.

Künstliche Intelligenz lässt gelähmte Hände zugreifen

Gelähmte oder in ihrer Bewegung stark eingeschränkte Hände bekommen mit der Handorthese „exomotion®“ neue Kraft und Beweglichkeit. Der Aufbau in Form eines Arm-Exoskeletts ermöglicht das unabhängige Beugen und Strecken einzelner oder mehrerer Finger. Somit kann die Greiffunktion gelähmter Hände wiederhergestellt werden. Gesteuert wird die Bewegung intuitiv über Impulse eines aktiven Muskels, unterstützt wird der folgende Bewegungsablauf durch künstliche Sehnen. Künstliche Intelligenz erkennt die Bewegungsabsicht des Patienten. Die neuartige bionische Orthese bedeutet für stark motorisch beeinträchtigte Menschen eine erhebliche Verbesserung ihrer Lebensqualität.

Roboterarme als Trainingspartner

Auch Roboterarme stehen mittlerweile als Trainingspartner zur Verfügung, die – mit entsprechenden Sensoren ausgestattet – als Krafttrainingsmaschine zum Einsatz kommen (Hersteller: KUKA Deutschland GmbH).

Durch Echtzeitdiagnostik ist sichergestellt, dass der Patient mit der optimalen Intensität trainiert und Überbelastungen ausgeschlossen sind. Der interaktive Roboterarm nämlich registriert detailliert Haltung, Bewegung und Belastung und kann das Krafttraining entsprechend dosieren.

Digitale Helfer für selbstbestimmtes Leben zu Hause

Prothesentechnik: High-Tech-Prothesen für Hände und Arme

Auch bei Prothesen haben innovative Technologien sowie KI längst Einzug gehalten. So können moderne Hand- und Armprothesen inzwischen sehr komplexe Bewegungen ausführen, die individuell auf ihre Träger abgestimmt sind.

Dabei messen Elektroden Bewegungsmuster im Stumpf und ordnen sie Handgriffen und Armbewegungen zu, welche im Alltag häufig genutzt werden. Die intelligenten Systeme lernen durch Wiederholung – je besser sie trainiert werden, desto zuverlässiger erkennen sie Bewegungsabsichten des Prothesenträgers.

Moderne Armprothesen lassen sich sogar per App von den Betroffenen in Echtzeit steuern. Auf diese Weise können die Anwender für sie bedeutende Bewegungsmuster gezielt umsetzen. Eine Alltagshilfe, die das Leben der Armprothesen-Träger enorm erleichtert.

Moderne, maßgeschneiderte Kniegelenke aus dem 3-D-Drucker

Was vor einigen Jahren noch undenkbar war, ist aus der heutigen Reha-Technik gar nicht mehr wegzudenken: Prothesen und Kniegelenke aus dem 3-D-Drucker. Standardprothesen für Kniegelenke sind nicht für jeden Patienten die perfekte Lösung. Ein individuell angefertigter Kniegelenksersatz aus dem 3-D-Drucker hingegen stellt eine passgenaue Alternative dar.

Zunächst wird das Knie dabei mithilfe der Magnetresonanztomografie (MRT) exakt vermessen. Die Aufnahmen wandelt eine besondere Software anschließend in ein 3-D-Modell um.

Das Raffinierte: Der Gelenkersatz aus dem 3-D-Drucker bildet das Knie des Betroffenen weitgehend so nach, wie es ursprünglich war, und behebt gleichzeitig leichte Fehlstellungen. Diese künstlichen Gelenke sind allesamt Unikate. Sie sind allerdings nicht für jeden Patienten geeignet.

Hilfsmittel mit viel Hightech sind teuer

In Zeiten von knappem Medizin- und Pflegepersonal sind solche modernen Entwicklungen zukunftsweisend, um Patienten die bestmöglichen Hilfsmittel und eine optimale Therapie zu ermöglichen.

Durch den Einsatz von Methoden von künstlicher Intelligenz und Robotik können darüber hinaus die Patientenversorgung verbessert und das Medizin- und Pflegepersonal bei der Arbeit entlastet werden.

Hightech-Behandlungen und individuell auf Patienten abgestimmte Hilfsmittel sind in der Regel mit hohen Kosten verbunden. Manchmal kann es außerdem sehr lange dauern, bis die Kostenübernahme bewilligt wird – falls überhaupt. Daher ist eine gute Absicherung wichtig.

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Ambient Assisted Living: digitale Alltagshilfen für zu Hause

Zu Hause ist es doch am schönsten. Neuartige Technologien unterstützen Menschen mit körperlichen Einschränkungen oder ältere Personen unter anderem in den Bereichen Kommunikation, Mobilität oder bei ihren alltäglichen Tätigkeiten – für ein selbstbestimmtes Leben in den eigenen vier Wänden.

Solche intelligenten, digitalen Lösungen erleichtern den Alltag der Betroffenen enorm und erhöhen ihre Lebensqualität zu Hause. Diese Alltagshilfen werden unter dem Begriff Ambient Assisted Living (AAL/Alltagsunterstützende Assistenzlösungen für ein selbstbestimmtes Leben im häuslichen Umfeld) zusammengefasst.

Die digitalen Assistenten passen sich an die Bedürfnisse der Nutzer an. Sie schalten Herd oder Bügeleisen automatisch nach einer festgelegten Zeit aus. Sie können Raumtemperatur, Licht oder Rollläden selbstständig steuern oder sind in der Lage, Verwandte oder Ärzte in Notfallsituationen eigenständig zu informieren.

Technik der Zukunft, von der viele Menschen profitieren können!

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