Herr Hunt, 2016 gewann Ihr Team mit dem FES-Dreirad am Rennen beim ETH-Cybathlon die Bronzemedaille. Wird es dieses Mal Gold?

2016 gingen wir ohne grosse Erwartungen ins Rennen und holten zu unserer eigenen Überraschung die Bronzemedaille. Eigentlich war damals nur das Team aus Cleveland schneller, aber bei dessen Fahrer waren die Elektroden und der Stimulator für die gelähmte Muskulatur implantiert und nicht nur auf der Haut angebracht – das ist natürlich deutlich effizienter.

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Was haben Sie seither verbessert?

Im Stimulationsverfahren haben wir die Elektroden in kleinere Teile gesplittet, die man somit mit tieferer Frequenz ansteuern kann. Das erhöht theoretisch die Leistung und lässt die Muskulatur weniger schnell ermüden. Bei unserem Piloten Julien Jouffroy fällt dieser Effekt allerdings nicht sehr ins Gewicht. Gelähmte Muskulatur reagiert sehr individuell auf elektrische Stimulation. Es hängt zum Beispiel davon ab, wie lange der Betroffene bereits gelähmt ist.

Von welcher Verbesserung erhoffen Sie sich am meisten?

Der Pilot ist eigentlich der wichtigste Erfolgsfaktor. Er muss die Stimulation der Muskulatur so dosieren, dass sie nicht zu schnell ermüdet. Vor dem letzten Cybathlon 2016 begann Julien Jouffroy erst etwa sechs Monate im Voraus zu trainieren. Seit damals trainiert er nun allerdings kontinuierlich. Das muss er nicht zwingend auf dem Dreirad tun: Zu Hause verfügt er über eine fixe Installation zur Stimulation seiner Muskeln. Von diesem Training versprechen wir uns am meisten.

Wie gross ist aus Ihrer Sicht der Stellenwert des Cybathlons?

Für die BFH ist er ein sehr wichtiges Schaufenster: Wir können zeigen, wie viel wir mit unserer Forschung erreicht haben. Bei der Austragung im kommenden September sind unsere Erwartungen an die Platzierung nun auch höher als beim letzten Mal. Für mich persönlich bietet der Anlass zudem die Möglichkeit für einen interessanten Erfahrungsaustausch. Ich erforsche das Gebiet der technisch unterstützten Rehabilitation schon seit rund 25 Jahren. Beim Cybathlon 2016 nahmen auch Teams aus Entwicklungsländern teil. Schon damals habe ich unser Wissen sehr gerne weitergegeben.

Wo liegt das grösste Potenzial des FES-Dreirads im Alltag?

Die FES-Technologie hilft gelähmten Menschen, verschiedene Aspekte ihrer Gesundheit zu verbessern. Das Training stärkt zum Beispiel ihr Herz-Kreislauf-System, also ihre Fitness. Mit dem Muskelaufbau verschaffen sie sich zudem eine Art Polster, das ihnen hilft, Druckstellen auf der Haut zu vermeiden. Verbessert sich ihr allgemeiner Gesundheitszustand, trägt das auch zu einer besseren psychischen Verfassung bei.

Um das Herz-Kreislauf-System von Schlaganfallpatienten zu verbessern, haben Sie auch eine spezielle Form des roboterunterstützten Laufbandtrainings erforscht.

Es geht nicht nur um Schlaganfall-Patienten, das ist einfach die grösste Gruppe von Menschen mit neurologischen Schäden. MS- oder Parkinson-Patientinnen gehören genauso dazu wie Kinder mit Zerebralparese, also Kinder mit Bewegungsstörungen, deren Ursache in einer frühkindlichen Hirnschädigung liegt.

Was haben Sie genau untersucht?

Grundsätzlich geht es um die Gangtherapie. Die gibt es schon seit rund 20 Jahren. Das Korsett eines Rehabilitationsroboters verschafft den Patienten Stabilität und reduziert Gewicht, kann die Bewegung bei den Gelenken auch aktiv unterstützen. Damit lässt sich das Gehen intensiv trainieren. Das Problem ist: Eigentlich kann man sich von einem solchen Korsett komplett bewegen lassen. Der Patient «hängt» also im Gerät ohne erkennbare physiologische Reaktion, ohne dass sich zum Beispiel Herz- oder Atemfrequenz verändert. Die Herz- Kreislauf-Fitness verbessert sich so nicht.

Wie lässt sich das ändern?

Wir haben herausgefunden, dass Feedback an die Patientinnen und Patienten hilft. Man zeigt ihnen auf einem Bildschirm eine gewisse Leistung, die sie erbringen müssen. Dazu müssen sie Kraft aufwenden. Sie sind motiviert, das vorgegebene Ziel zu erreichen. Durch die Anstrengung ergibt sich dann auch ein Trainingseffekt.

Wie gross ist die Effizienzsteigerung bei solchem Feedback-Training?

Nach einem Schlaganfall gibt es eine natürliche Erholung ohne spezifisches Training. Alleine durch die Alltagsbewältigung oder andere Rehabilitationsmassnahmen verbessert sich bei Patienten die Gesamtfitness nach rund sechs Monaten um 20 Prozent. Das heisst, sie können 20 Prozent mehr Sauerstoff ins Blut aufnehmen. Bei unserer Studie mit dem Feedback-Training erreichten sie dieses Ziel bereits nach vier Wochen. Wir waren die ersten, welche die beiden Aspekte Gangrehabilitation und Fitness kombiniert haben. Sie beeinflussen sich gegenseitig positiv. Für uns geht es immer darum, den Alltag von Patienten zu verbessern.

Dieser Beitrag stammt von der Berner Fachhochschule BFH. Er erschien erstmals im BFH-Magazin «spirit biel/bienne» 2020/1.
Kontakt zu dem Projektverantwortlichen: Dr. Kenneth J. Hunt, Professor für Rehabilitationstechnik und Leiter Institut für Rehabilitation und Leistungstechnologie IRPT, BFH.
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