Studie zur Mobilität Wie eine computergesteuerte Beinorthese das Leben verändert

Von Nicola Hauptmann 4 min Lesedauer

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Mit einer computergesteuerten Orthese verbessern sich für Patientinnen und Patienten mit Lähmungen der Beine nicht nur der Gang, sondern auch die Lebensqualität. Eine aktuelle Studie zeigt 80 Prozent weniger Stürze sowie weitere positive Ergebnisse.

Wolfgang Kierdorf beim Anlegen der C-Brace-Orthese: Hundert Mal pro Sekunde erfassen die im Gerät integrierten Sensoren, welche Bewegung wie schnell ausgeführt wird.(© Ottobock)
Wolfgang Kierdorf beim Anlegen der C-Brace-Orthese: Hundert Mal pro Sekunde erfassen die im Gerät integrierten Sensoren, welche Bewegung wie schnell ausgeführt wird.
(© Ottobock)

Menschen mit Lähmungen der Beine können mit Hilfe von Knie-Knöchel-Fuß-Orthesen, sogenannten KAFOs (Knee-Ankle-Foot Orthoses), wieder gehen. Die Prothesen sollen aber nicht nur die Bewegung ermöglichen, sie müssen auch verhindern, dass ein gelähmtes Knie unter Gewicht kollabiert.

Bei gesperrten KAFOs wird das durch eine Verriegelung des Kniegelenks gelöst, die nur beim Hinsetzen manuell entriegelt wird. Damit ergibt sich aber vor allem in unebenem Terrain oder beim Treppensteigen ein stockendes Schritt-zu-Schritt-Muster, bei dem die gesunde Seite übermäßig belastet wird.

Neuere Standkontrollorthesen (SCOs) sperren das Orthesenknie dagegen nur in der Standphase und entriegeln es für den freien Schwung. In ebenem Gelände ist damit ein zügiges, fließendes Gehen möglich, nicht aber bei Steigungen, Treppen oder beim Stolpern. Seit einigen Jahren ist eine computergesteuerte Beinprothese – C-Brace – verfügbar, die als SSCO (Stance and Swing phase Controlled Orthosis) auch die Schwungphase kontrolliert.

Über C-Brace

Hundert Mal pro Sekunde erfassen integrierte Sensoren des C-Brace über die Kniebeugung und die Kniewinkelbeschleunigung, welche Bewegung wie schnell ausgeführt wird. Die Daten werden an einen Mikroprozessor übertragen, der die Beugung und Streckung des Knies per Hydraulik kontrolliert und die Unterstützung des Beins entsprechend einstellt. Somit wird der gesamte Gangzyklus unterstützt, das ermöglicht Gehen in unebenem Terrain, Treppensteigen und Geschwindigkeitswechsel. Das Gerät erkennt auch, wenn der Patient gestolpert ist und aktiviert dann die Stolperwiederherstellungsfunktion. Dabei wird das Knie effektiv blockiert, um einen Korrekturschritt zu ermöglichen.

Vorteile wie Verbesserung des Gleichgewichts, der Mobilität und der Lebensqualität wurden bereits berichtet, jedoch waren die Stichproben bisher noch zu gering.

Studie vergleicht herkömmliche KAFOs und C-Brace

Eine kürzlich veröffentlichte, ausführliche Studie zeigt nun klare Resultate. Die Teilnehmenden – 102 Patienten mit Lähmung der unteren Extremitäten und erhöhtem Sturzrisiko aus Deutschland, Österreich, den Niederlanden und den USA – wurden randomisiert in zwei Gruppen eingeteilt und nutzen jeweils drei Monate die C-Brace-Orthese und ihre eigenen Orthesen im Alltag.

Die primäre Hypothese der Studie war, dass sich bei Nutzern herkömmlicher KAFOs das Gleichgewicht verbessert und das Sturzrisikos verringert, wenn sie C-Brace verwenden. Als Indikator für ein verringertes Sturzrisiko wurde das Gleichgewicht der Teilnehmenden mit dem gängigen Berg-Balance-Scale-Verfahren getestet. Dabei wird das Gleichgewicht für insgesamt 14 Parameter, etwa Stehen mit geschlossenen Augen, Drehen oder Einbeinstand, bewertet. Die sekundäre Hypothese umfasste die Erwartungen, dass sich die Zahl der tatsächlichen Stürze verringern, Funktion, Mobilität, Teilhabe und Lebensqualität dagegen erhöhen werden. Dafür wurden weitere Testverfahren eingesetzt:

  • der Dynamic Gait Index (DGI) zur Bewertung des Gleichgewichts beim Gehen
  • der 6-Minuten-Gehtest (6MWT), bei dem die zurückgelegte Strecke gemessen wird,
  • der Stair Assessment Index (SAI), der die Qualität des Treppensteigens bewertet,
  • Bewertung nach der Aktivitätsspezifischen Gleichgewichtskonfidenzskala (ABC) sowie
  • mehrere Fragenkataloge und Tests zu Reintegration, Arbeitseinschränkungen und Lebensqualität.

Zudem dokumentierten die Teilnehmer Stürze in einem Tagebuch und beantworteten Fragen nach der Angst vor Stürzen.

Im Ergebnis wurden erhebliche Verbesserungen beim Gleichgewicht wie auch die Verminderung des Sturzrisikos nachgewiesen; die Anzahl der gemeldeten Stürze verringerte sich bei Verwendung des C-Brace um 80 Prozent. Somit bestätigte sich die primäre Hypothese der Studie. Einige Verbesserungen zeigten sich auch beim Gehen (DGI), signifikante Verbesserungen beim Treppensteigen. Beim 6-Minuten-Gehtest dagegen gab es kaum Unterschiede. Das führten die Studienautoren darauf zurück, dass der Test in ebenem Gelände durchgeführt wird und daher auch mit herkömmlichen KAFOs gut zu bewältigen ist, zumal über die Hälfte der Teilnehmenden KAFOS mit freier Schwungphase nutzen.

Die Funktionalität des Patienten sollte in der Welt, in der er lebt, optimiert werden und nicht nur in einer kontrollierten Umgebung.

aus der C-Brace-Studie

Die Studie zeigte weiterhin, dass mit der Verwendung der computergesteuerten Beinprothese auch die Angst vor Stürzen abnahm und sich die Mobilität und somit auch die Lebensqualität verbesserten.

Bisherige Studien hätten sich hauptsächlich auf die Biomechanik und die Energiekosten des Gehens konzentriert, heißt es in der Studie. Doch seien Gehgeschwindigkeit, Distanz oder Gangsymmetrie von geringer Bedeutung für Patienten, die Aktivitäten des täglichen Lebens und die Verhinderung von Stürzen als ihre höchste Priorität angaben.

Bildergalerie

„Es geht um das Wiedererlangen der Selbstständigkeit, um die maximale Teilhabe am Leben“, erläutert der Leiter der Studie, Prof. Dr. Frank Braatz, Professor für Orthobionik, Facharzt für Orthopädie und Unfallchirurgie, Physikalische und Rehabilitative Medizin am Zentrum für Healthcare Technology der Privaten Hochschule Göttingen.

Über die Studie

Die Studie „A microprocessor stance and swing control orthosis improves balance, risk of falling, mobility, function, and quality of life of individuals dependent on a knee-ankle-foot orthosis for ambulation“ wurde am 26. September 2023 veröffentlicht.

Link zur Studie

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