Abschlussbericht. Stand

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1 1 Abschlussbericht Stand Projekt : Mensch-Maschine-Interface-Robot- Suit Kurztitel : MMIRS Projektdauer : bis Berichtzeitraum : bis Förderkennzeichen : 5-GW2-69A Projektträger : Forschungszentrum Jülich Projektträger ETN Projektleitung : Prof. Dr. Thomas A. Schildhauer Datum : Unterschrift :

2 2 Inhaltsverzeichnis 1. Ziel der Projektarbeiten 1.1. Ziele 2. Beschreibung der durchgeführten Arbeiten 2.1. Entwicklungsleistung: Therapieprogramm Konzeption zu Beginn 2.2. Herausstellung der Konzeption eines Trainingsprogramms als Entwicklungsleistung des Bergmannsheil 3. Zeitlicher Ablaufplan und Arbeitspakete 4. Ergebnisse 4.1. Entwicklungsleistung Therapieprogramm Bestätigung der Wirksamkeit 4.2. Ergebnisse der funktionellen Untersuchungen 4.3 Ergebnisse der klinischen und neurologischen Untersuchungen Klinische Untersuchungen Neurologische Untersuchungen 5. Zusammenfassung, Vergleich und Interpretation der Ergebnisse 5.1. Vergleich der funktionellen Ergebnisse 5.2. Vergleich der klinischen und neurologischen Ergebnisse 5.3. Genderspezifische Unterschiede 5.4. Übertragbarkeit der Studienergebnisse 6. Nicht umgesetzte oder erreichte Ziele und Vorhaben 6.1. Rekrutierung von Patienten/-innen 6.2. Etablierung eines Beirates 6.3. Durchführung von Symposien 6.4. Unterauftrag MedEcon 7. Auswertung, Nutzung und Verbreitung der Ergebnisse 8. Schutzrechte 9. Zusammenfassung 1. Literatur

3 3 1. Ziel der Projektarbeiten 1.1. Ziele Das Projekt MMIRS-Mensch-Maschine-Interface-Robot-Suit hatte das Ziel, die klinische Wirkung des Einsatzes biomechanisch gesteuerter Orthesen auf die neurologisch-motorische Leistungsfähigkeit von Paraplegikerinnen und Paraplegikern sowie auf die Dauer und Kosten des Rehabilitationsprozesses zu erforschen. Hierzu wurde beispielhaft das Exoskelett HAL (Hybrid Assistive Limb) eingesetzt dieses ist derzeit das ausgereifteste System. Der Einsatz von Exoskeletten dient zur Optimierung der stationären und ambulanten Rehabilitation von neurologischen Schäden und Verletzungen sowie dauerhaft als Assistenzsystem im privaten und beruflichen Umfeld, um die Teilhabesicherung von mobilitätseingeschränkten Menschen zu ermöglichen. In einer klinischen Studie wurde die Einsatzfähigkeit von Exoskeletten nach wissenschaftlichen Kriterien geprüft. Parallel wurden gesundheits- und sozioökonomische Begleitforschungen betrieben, welche die Anforderungen an und die Akzeptanz von Exoskeletten evaluieren sowie die Besonderheiten der Markteinführung von Exoskeletten in den differenzierten deutschen Gesundheitsmarkt untersuchen sollten. Das Ziel der klinischen Erprobung war die Etablierung eines suffizienten Trainingsplans sowie das Messen der trainingsbezogenen Leistungen und das Aufzeichnen evtl. neurologischen Verbesserungen. 2. Beschreibung der durchgeführten Arbeiten 2.1. Entwicklungsleistung Therapieprogramm Konzeption zu Beginn Als wesentliche Vorarbeit für die Durchführbarkeit des gesamten Projektes wurde ein Ethik-Antrag bei der zuständigen Ethik-Kommission der Ruhr-Uni-Bochum eingereicht. Nach Medizinproduktgesetz war hierzu eine CE-Zertifizierung des Exoskeletts für den Einsatzbereich Rehabilitation neurogener Gangstörungen erforderlich. Eine definitive CE-Zertifizierung wurde am erteilt. Nachfolgend wurde umge-

4 4 hend der Ethik-Antrag eingereicht. Ein positives Ethik-Votum ohne Bedenken gegen die Durchführung der klinischen Studie ist am ausgesprochen worden. Eine Schulung des beteiligten ärztlichen und physiotherapeutischen Personals erfolgte im Rahmen von Visitationen in Tsukuba, Japan. Dort wurde durch die japanischen Kollegen/-innen eine umfangreiche Einweisung in die Funktionsweisen des Exoskeletts durchgeführt inkl. Anwendungen in Selbstversuchen und an Patientinnen/Patienten. Zum Ende der jeweiligen Schulung wurde eine Prüfung abgelegt. Ferner fanden in regelmäßigen Abständen Schulungen am Bergmannsheil Bochum sowie im Zentrum für Neurorobotales Training Bochum statt. Durch die fundierte Ausbildung konnte sowohl das ärztliche als auch das physiotherapeutische Personal umfassend in die Funktion und Anwendung des Exoskeletts eingearbeitet werden. Als erster Schritt wurde eine Machbarkeitsstudie durchgeführt. Da eine CE- Kennzeichnung noch nicht vorlag, wurden im Rahmen von Einzelanwendungen mit Erteilung einer Genehmigung zur Durchführung eines individuellen Heilversuchs die Effektivität sowie der geplante Trainingsablauf untersucht. Hierbei erfolgte ein 5-mal wöchentliches (Montag bis Freitag) Training. Innerhalb des Trainings wurde ein bis zu 3 minütiges Laufbandtraining mit Körpergewichtsreduktion im Exoskelett absolviert. Es wurden zusätzlich zur Evaluation der Fähigkeiten der Patienten/-innen etablierte neurologische und funktionelle Tests, wie in Abbildung 1: Therapieplan abgebildet, durchgeführt. Im Rahmen der Machbarkeitsstudie zeigte sich einerseits, dass der Trainingsumfang mit Laufbandtraining und funktionellen Testungen von den Patientinnen und Patienten gut toleriert wurde. Andererseits gab es erste Hinweise auf eine Verbesserung der Laufbandgebundenen Funktionen durch Vergrößerungen der Gehgeschwindigkeit, der Gehstrecke und der Gehzeit sowie einer Verbesserung in der funktionellen Testung (mittels 1MWT, 6MWT und TUG-Test). Anhand dieser Erfahrungen wurde der Therapieplan für die weiteren Arbeitspakete entwickelt. Es erfolgte eine kontinuierliche Rekrutierung von geeigneten Patientinnen und Patienten nach durchgeführter ärztlicher Untersuchung, einer Trainingsprobe-

5 5 einheit sowie der Eignungsfeststellung zur Durchführung einer neurorehabilitativen Lokomotionstherapie mittels Exoskelett. 2.2 Herausstellung der Konzeption eines Trainingsprogramms als Entwicklungsleistung des Bergmannsheil Die Entwicklungsleistung des Bergmannsheils lag in der Entwicklung eines Trainingsprotokolls, das das bestmögliche Outcome der Patientinnen und Patienten ermöglicht. Hierzu wurde das bereits bestehende Protokoll aus Japan weiterentwickelt und intensiviert. Im Rahmen der Machbarkeitsstudien konnte gezeigt werden, dass ein intensiveres Training zu signifikant besseren medizinischen Ergebnissen führt. Nach den zunächst durchgeführten Machbarkeitsstudien wurde das entwickelte Protokoll an den unterschiedlichen Patientengruppen weiter getestet und letztendlich seine Wirksamkeit bestätigt. Hierbei erhielten die in die Studie eingeschlossenen Probanden-/innen ein 5-mal wöchentliches (Montag bis Freitag) Training für zunächst 12 Wochen. Hiernach wurde die Therapie mit einer Intensität von 1-mal wöchentlich für weitere 12 Wochen fortgesetzt. Innerhalb des Trainings absolvierten die Patienten ein bis zu 3 minütiges Laufbandtraining ggf. unter Körpergewichtsreduktion mit dem Exoskelett. Zusätzlich erfolgten etablierte neurologisch/funktionelle Tests in Form des 1-m-walk-Test (Zeit für eine Gehstrecke von 1 Metern mit einem Hilfsmittel der Wahl für komfortables Gehen), des Timed-Up-and-Go-Tests (Zeit für das Aufstehen aus dem Rollstuhl, Gehen von 3 Metern, Wenden, Zurückgehen und Hinsetzen in den Rollstuhl mit einem Hilfsmittel der Wahl für komfortables Gehen), den 6-Minute-Walk-Test (Gehstrecke in 6 Minuten mit dem Hilfsmittel der Wahl für komfortables Gehen) sowie dem WISCI II Score (Punktesystem für die Beurteilung der notwendigen Assistenz zum Gehen von 1 Metern). Die Testung erfolgte jeweils obligat ohne das Exoskelett. Zusätzlich erfolgte die Durchführung klinisch neurologischer Untersuchungen inkl. Monitoring der Spastik mittels modifizierter Ashworth Scale. Eine Beurteilung der Ausprägung der Querschnittlähmung erfolgte durch den ASIA Impairement Scale. Die Nervenleitgeschwindigkeit wird durch eine Standardelektrophysiologie in Form von MEP s (Moto-

6 6 risch evozierte Potentiale), SEP s (Sensorisch evozierte Potentiale) sowie durch Neurographie (Nervenleitgeschwindigkeit des peripheren Nerven) erfasst. Weiterhin wurden in Intervallen das Muskelvolumen der unteren Extremitäten an definierten Punkten (1/2 cm oberhalb innerer Kniegelenkspalt, 15 cm unterhalb inneren Kniegelenkspalts) gemessen, zusätzlich erfolgte die Beurteilung der Gelenkbeweglichkeit nach der Neutral--Methode. Zur Überwachung der Herz-Kreislauf-Belastung wurden vor, während und nach dem Training der Blutdruck sowie der Puls gemessen. Der Zeitaufwand pro Trainingseinheit betrug zwischen 9 und 12 Minuten, abhängig vom Umfang der Zusatzuntersuchungen, sowie Mitarbeit der Probanden-/innen. Die Abbildung 1 zeigt den ausführlichen Therapie- und Untersuchungsplan.

7 7 Abbildung 1: Therapie- und Untersuchungsplan

8 8 3. Zeitlicher Ablaufplan und Arbeitspakete Die durchgeführten Untersuchungen beschränkten sich im genannten Zeitraum gemäß des Ablaufplans auf die Arbeitspakete 1 7. Abbildung 2: Zeitlicher Ablaufplan der Arbeitspakete Nach Abschluss der 1. und 2. Machbarkeitsstudie und ersten Auswertungen der Daten, zeigte sich neben der problemlosen Therapiedurchführung bei allen therapierten Patienten/-innen auch eine Verbesserung des funktionellen und neurologischen Status. Ferner konnte im Rahmen der Machbarkeitsstudien gezeigt werden, dass bei kompletter thorakaler Querschnittslähmung ohne Zonen partiellen Funktionserhalts eine Ansteuerung des Exoskeletts nicht möglich ist. Da es sich definitionsgemäß bei Konus/Kauda Läsionen mit fehlenden Funktionen in den sakralen Segmenten S3 und S4 (fehlende Sensibilität oder Motorik anogenital) um komplette Paraplegien handelt, konnten die Einschlusskriterien für die 2. Machbarkeitsstudie diesbezüglich eingehalten werden. Im Anschluss erfolgte gemäß des Ablaufplans (siehe oben) die Rekrutierung von Patienten/-innen für die Klinische Studie (Phase 1 + 2) mit Durchführung des Trainings und studienspezifischen Untersuchungen analog zur durchgeführten Machbarkeitsstudie. Die Rekrutierung erfolgte gemäß der Einschlusskriterien, wenn möglich, mit Genderspezifität.

9 9 Die 1. Klinische Studie bezog sich auf die exoskeletale Rehabilitation inkompletter Paraplegiker/-innen. Im Rahmen der 2. Klinischen Studie wurde der Einfluss exoskeletaler Rehabilitation auf komplette Paraplegien mit Zonen erhaltener motorischer Funktionen untersucht. Unterschieden wurden hierbei jeweils nochmal chronisch inkomplette Paraplegien (Phase 1) von akut inkompletten Paraplegien (Phase 2). Es konnten insgesamt 19 chronisch und 7 akut querschnittgelähmte Patienten/-innen in die MMIRS-Studie eingeschlossen werden. Die den Arbeitspaketen II und V zugeordneten Patienten/-innen, konnten das Training komplett absolvieren. Alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus dem Arbeitspaket III konnten ihr Training komplett absolvieren. Die Rekrutierung der Patienten/-innen für die Arbeitspakete IV konnte abgeschlossen werden. Bis auf einen Patienten, welcher sich noch im Follow-Up Training befindet, konnten alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer die intensive und die Follow-Up-Phase abschließen. Der Studieneinschluss von Probanden-/innen der Arbeitspakete VI und VII gestaltete sich aufgrund der seltenen Kombination aus kompletter Querschnittlähmung und gleichzeitig ausreichender Restinnervierung der Muskulatur zur Therapieteilnahme als schwierig. Insgesamt fehlen hier fünf Teilnehmer/-innen (3 + 2 ) mit einer akuten kompletten Paraplegie und zwei Patientinnen (2 ) mit einer chronischen kompletten Paraplegie. Die detaillierte Erfüllung der Arbeitspakete ist der Abbildung 3 zu entnehmen.

10 1 Abbildung 3: Arbeitspakete

11 11 4. Ergebnisse 4.1. Entwicklungsleistung Therapieprogramm Bestätigung der Wirksamkeit Das zunächst in Japan verwendete Therapieschema konnte intensiviert sowie in der Anpassung der funktionellen und neurologischen Untersuchungen und Dauer im Laufe des Entwicklungsprozesses angepasst und herausgearbeitet werden. Die Wirksamkeit des Therapieprogramms konnte, nach erfolgreicher Feststellung der von den Patienten tolerierten Intensität, anhand der Verbesserungen in den funktionellen und neurologischen Testungen belegt werden. Im Laufe der gesamten Therapiedauer traten keine Trainings assoziierten Komplikationen wie z.b. Stürze, Druckstellen oder ähnliches auf Ergebnisse der funktionellen Untersuchungen Arbeitspaket II - 1. Machbarkeitsstudie, Patient/-innenen mit chronisch inkompletter Paraplegie 1-Meter-Walk-Test Alle Probanden-/innen dieser Arbeitsgruppe konnten im Verlauf der Therapie die benötigte Zeit für die Bewältigung einer Strecke von 1 Metern zwischen Therapiebeginn und zum Messzeitpunkt nach 24 Wochen reduzieren. Die Mediane mit Standardabweichung zum Therapiebeginn, 6 Wochen, 12 Wochen und 24 Wochen nach Therapiebeginn sind in der folgenden Tabelle aufgeführt und in Abbildung 4 illustriert. Ein geschlechterspezifischer Unterschied konnte in dieser Population nicht beobachtet werden.

12 Zeit in Sekunden 12 Abbildung 4: 1 MWT Arbeitspaket II: 1 1 MWT - Arbeitspaket II Tabelle 1: 1 MWT Arbeitspaket II: Baseline 6 Wochen 12 Wochen 24 Wochen Median in Sekunden 56,57 39,75 31,16 29,95 Standardabweichung 15,44 11,8 1,78 1,13 WISCI-II-Score Drei von insgesamt sechs Patient/-innen dieser Population konnten die benötigten Hilfsmittel für die Bewältigung des 1 MWT reduzieren und sich damit im WISCI-II- Score im Vergleich zum Ausgangszeitpunkt verbessern. Zwei männliche und eine weibliche Probandin waren bereits vor Beginn der Therapie in der Lage den 1 MWT unter Zuhilfenahme eines Rollators zu bewältigen. Bei diesen Patient/-innen kam es beim WISCI-II-Score zu keiner weiteren Verbesserung. Den Median des WISCI-II- Scores zeigt Abbildung 5. In Tabelle 2 sind die dazugehörigen Messzeitpunkte sowie Standardabweichungen aufgeführt.

13 Median WISCI-II-Score 13 Abbildung 5: WISCI-II-Score Arbeitspaket II 13,5 Arbeitspaket II - WISCI-II-Score 13 12, ,5 11 1,5 1 Tabelle 2: WISCI-II-Score Arbeitspaket II Median Score Wert 11 12, Standardabweichung 4,59 3,51 2,7 1,63 6-Minutes-Walk-Test Der Median der zurückgelegten Strecke in Metern innerhalb von 6 Minuten konnte in dieser Patientengruppe von anfänglich 74±15,37 auf 113±32,14 m bis zur letzten Untersuchung gesteigert werden. Bei zwei Patienten/-innen war die Durchführung der Untersuchungen nicht möglich, da aufgrund des neurologischen Status ein Gehen für insgesamt sechs Minuten nicht zumutbar war. Die detaillierten Befunde sind in Tabelle 3 aufgeführt.

14 Strecke in Meter 14 Abbildung 6: 6-Minutes-Walk-Test 18 Arbeitspaket II - 6 MWT Baseline 6 Wochen 12 Wochen 24 Wochen Tabelle 3: 6-MWT, Arbeitspaket II Median in Meter 74 94,5 13,5 113 Standardabweichung 15,37 25,34 28,6 32,14 Timed-Up-And-Go-Test (TUG) Es waren alle Patient/-innen in der Lage den TUG-Test durchzuführen. Durchschnittlich zeigte sich auch hier eine Reduktion der benötigten Zeit wie in Tabelle 4 illustriert. Bei einer Patientin nahm die benötigte Zeit zwischen der 12 Wochen Untersuchung und der 24 Wochen Untersuchung von 2,73 s auf 22,79 s zu. Insgesamt verbesserte sich jedoch auch diese Patientin von anfänglich 42,67 s auf 22,79 s. Diese Beobachtung ist am ehesten durch die Reduktion der Trainingsintensität zu erklären.

15 Zeit in Sekunden 15 Tabelle 4: TUG-Test, Arbeitspaket II Median in Sekunden 66,45 48,75 34,35 32,68 Standardabweichung 19,81 18,67 17,74 17,91 Abbildung 7, TUG-Test, Arbeitspaket II 1 TUG-Test, Arbeitspaket II Arbeitspaket III - 1. klinische Studie, Patient/-innen mit akuter inkompletter Paraplegie 1-Meter-Walk-Test Die Patientinnen und Patienten in diesem Arbeitspaket waren alle in der Lage den 1-Meter-Walk-Test unter Zuhilfenahme der individuellen Hilfsmittel zu bewältigen. Hierbei zeigte sich, je nach neurologischer Ausgangssituation eine sehr deutliche Reduktion der benötigten Zeit. Gleichzeitig waren die meisten der Patient/-innen auf weniger Hilfsmittel angewiesen. Bei einem Patienten kam es zwischen der vorletzten (12 Wochen) und letzten (24 Wochen) Testung zu einer Zunahme der benötigten

16 Zeit in Sekunden 16 Zeit. Dies war durch eine Reduktion der benötigten Hilfsmittel (von Unterarmgehwagen auf Rollator) zu erklären. Über den gesamten Therapiezeitraum verbesserte sich auch dieser Patient im 1-MWT. Insgesamt konnte die durchschnittlich benötigte Zeit zwischen Beginn und Ende des Trainings von 7,12±51,21 s auf 1,35±53,8 s reduziert werden (Angabe als Median). Tabelle 5, 1-MWT, Arbeitspaket III Median in Sekunden 7,115 19,73 16,935 1,35 Standardabweichung 51,21 35,83 31,25 53,8 Abbildung 8, 1-MWT, Arbeitspaket III 16 1-MWT, Arbeitspaket III WISCI-II-Score Fünf von sechs Patient/-innen konnten die benötigten Hilfsmittel für die Bewältigung einer Strecke von 1 Metern reduzieren. Eine Patientin, welche zu Beginn des Trainings bereits mittels Rollator gehfähig war, war auch am Ende der Therapie auf den Rollator angewiesen. Jedoch war sie dann in der Lage die 1 Meter deutlich schneller und sicherer zurücklegen.

17 WISCI-II-Score 17 Den Median des WISCI-II-Scores zeigt Abbildung 9. In Tabelle 6 sind die dazugehörigen Messzeitpunkte sowie Standardabweichungen aufgeführt. Tabelle 6, WISCI-II-Score, Arbeitspaket III Median WISCI-II- Score 8,5 1,5 12,5 12,5 Standardabweichung 3,35 5,31 5,24 5,98 Abbildung 9, WISCI-II-Score, Arbeitspaket III 25 WISCI-II-Score, Arbeitspaket III MWT Aufgrund der akuten Situation der Patient/-innen in dieser Gruppe, teilweise mit Begleitverletzungen, war die Durchführung des 6 MWT zu Beginn der Therapie nur bei drei Patient/-innen möglich. Bei einem Patienten nahm die zurückgelegte Strecke im Verlauf (zwischen 6. und 24. Woche) ab. Dies hing mit dem Wechsel des Hilfsmittels von einem Unterarmgehwagen auf einen Rollator zusammen. Alle anderen Patient/- innen konnten die maximalereichbare Strecke kontinuierlich erweitern.

18 Strecke in Metern 18 Tabelle 7: 6 MWT, Arbeitspaket III: Median Standardabweichung 4,75 8,45 118,12 161,76 Abbildung 1, 6-MWT, Arbeitspaket III 5 6-MWT, Arbeitspaket III Timed-Up-And-Go Test Alle Patient/-innen waren zu jedem Zeitpunkt in der Lage den Timed-Up-And-Go Test auszuführen. Insgesamt zeigte sich eine Verbesserung der benötigten Zeit von durchschnittlich 56,3±25,2 s zu Beginn der Therapie auf 2,85±53,8 s zum Zeitpunkt der letzten Untersuchung. Ein Patient verschlechterte sich, ebenso wie bei dem oben beschriebenen 6-MWT zwischen der 12 und 24 Woche von 78,31 s auf 148,16 s. Auch hier ist die Ursache am ehesten im Wechsel des Hilfsmittels (von Unterarmgehwagen auf Rollator) sowie in der gleichzeitigen Reduktion der Trainingsintensität begründet.

19 Zeit in Sekunden 19 Tabelle 8: TUG-Test, Arbeitspaket III Median in Sekunden 56,35 32,35 25,665 2,845 Standardabweichung 25,2 24,4 24,91 53,8 Abbildung 11: TUG-Test, Arbeitspaket III 16 TUG-Test, Arbeitspaket III Arbeitspaket IV, 1. Klinische Studie Phase 2 1-Meter-Walk-Test Alle Probanden-/innen dieser Arbeitsgruppe konnten im Verlauf der Therapie die benötigte Zeit für die Bewältigung einer Strecke von 1 Metern zwischen Therapiebeginn und zum Messzeitpunkt nach 12 Wochen reduzieren. Jedoch zeigten drei Probanden-/innen im Vergleich zum 12 Wochen Wert eine Verschlechterung in dieser Testung. In zwei dieser Fälle betrug die Verschlechterung lediglich rund zwei Sekunden. Hier kann von einem Effekt der Intensitätsreduktion des Trainings ausgegangen

20 Zeit in Sekunden 2 werden. Im dritten Fall war zusätzlich die Reduktion der Hilfsmittel von einem Unterarmgehwagen auf einen Rollator für die zusätzlich benötigte Zeit verantwortlich. Trotzdem verbesserte sich der Patient im Vergleich zum Befund vor Trainingsbeginn. In Tabelle 9 sind die dazugehörigen Messzeitpunkte sowie Standardabweichungen aufgeführt. Abbildung 12 zeigt die zugehörigen Mediane, das 25- und 75 % Quantil sowie den Standardfehler. Tabelle 9: 1-MWT, Arbeitspaket IV Median in Sekunden 94,18 7,9 67,34 74,69 Standardabweichung 64,33 54,83 49,65 52,37 Abbildung 12: 1-MWT, Arbeitspaket IV 25 1-MWT, Arbeitspaket IV WISCI-II-Score Bei den Patienteninnen und Patienten mit chronisch-inkompletter Paraplegie konnten sich vier von sechs Patient/-innen im WISCI-II-Score verbessern und folglich die Hilfsmittel für die Bewältigung von einer 1-Meter-Strecke reduzieren. In zwei Fällen

21 WISCI-II-Score 21 bestand vor Beginn des Trainings bereits eine Gehfähigkeit mit dem Rollator. Diese konnte im Trainingsverlauf beibehalten und die Zeit für die zurückgelegte Strecke verbessert werden. Tabelle 1: WISCI-II-Score, Arbeitspaket IV Median WISCI-II-Score 2 4 5,5 5,5 Standardabweichung 6,29 5,28 4,59 4,59 Abbildung 13: WISCI-II-Score, Arbeitspaket IV 14 WISCI-II-Score, Arbeitspaket IV MWT Bei einem Patient war die Durchführung des 6-MWT aufgrund des neurologischen und funktionellen Status und damit zu hoher Anstrengung nicht möglich. Wie bereits oben erwähnt befand sich ein Patient zum Zeitpunkt der letzten Datenauswertung noch in der Phase des Follow-Up-Trainings. Alle anderen Patient/-innen wiesen eine Verbesserung im 6-MWT auf.

22 Strecke in Meter 22 Abbildung 14: 6-MWT, Arbeitspaket IV 18 6-MWT, Arbeitspaket IV Baseline 6 Wochen 12 Wochen 24 Wochen Timed-Up-And-Go Test In dieser Patientengruppe waren zwei von sechs Patient/-innen aufgrund des funktionellen und neurologischen Status nicht in der Lage den TUG-Test zu absolvieren. Zum Zeitpunkt der letzten Datenauswertung befand sich ein Patient weiterhin im Follow-Up Training, sodass hier nur Werte bis zum 12 Wochen Zeitpunkt erhoben werden konnten. Die anderen Patient/-innen zeigten eine kontinuierliche Verbesserung in dieser Untersuchung. Tabelle 12: TUG-Test, Arbeitspaket IV Median in Sekunden 7,26 6,53 49,97 48,975 Standardabweichung 6,39 4,92 33,96 33,9

23 Zeit in Sekunden 23 Abbildung 15: TUG-Test, Arbeitspaket IV 2 TUG-Test, Arbeitspaket IV Arbeitspaket V: 2. Machbarkeitsstudie, Patient/-innen mit chron. kompletter Paraplegie 1 MWT Alle Patient/-innen dieser Arbeitsgruppe waren in der Lage die Untersuchung zu jedem Messzeitpunkt durchzuführen. Bei jedem Probanden-/innen zeigte sich eine kontinuierliche Verbesserung.

24 Zeit in Sekunden 24 Abbildung 16: 1-MWT Arbeitspaket V 8 1-MWT, Arbeitspaket V Tabelle 12: 1-MWT Arbeitspaket V Median in Sekunden 33,25 26,12 13,45 15,25 Standardabweichung 23,51 12,43 1,86 5,77 WISCI-II-Score Bei den Patienteninnen und Patienten mit chronisch-kompletter Paraplegie konnten sich 2 von 3 Patient/-innen im WISCI-II-Score verbessern und folglich die Hilfsmittel für die Bewältigung von einer 1-Meter-Strecke reduzieren. In einem Fall bestand vor Beginn des Trainings bereits eine Gehfähigkeit mit dem Rollator. Diese konnte im Trainingsverlauf beibehalten und die Zeit für die zurückgelegte Strecke verbessert werden. Eine Diagrammdarstellung der Mediane und Standardabweichungen entfällt in diesem Fall bei geringer Patientenanzahl von drei und dadurch gleichbleibendem Median. Die einzelnen Verläufe der Patient/-innen sind der Abbildung 17 zu entnehmen.

25 WISCI-II-Score 25 Tabelle 13: WISCI-II-Score, Arbeitspaket V Median WISCI-II- Score Standardabweichung 1,73 3, 1,73 1,73 Abbildung 17: Einzelbefunde zum WISCI-II-Score, Arbeitspaket V 14 WISCI-II-Score, Arbeitspaket V männlich 1 männlich 2 weiblich MWT Bei einem der männlichen Patienten war die Durchführung des Tests aufgrund neurologisch-funktioneller Defizite nicht möglich. Bei den beiden anderen Probanden- /innen zeigten sich kontinuierliche Verbesserungen im Trainingsverlauf. Die jeweiligen Messwerte sind in Tabelle 14 aufgeführt. Tabelle 14: 6MWT, Arbeitspaket V Patient männlich 1 84m 117m 124m 132m weiblich 1 164m 194m 23m 216m

26 Zeit in Sekunden 26 Timed-Up-And-Go-Test Die Testung war bei allen Probanden-/innen durchführbar. Alle Teilnehmer/-innen zeigten im Verlauf eine Reduktion der benötigten Zeit für den TUG-Test. Ein Patient wies zum Zeitpunkt der 6 Wochen Untersuchung eine Verschlechterung aufgrund einer vorübergehenden "Erschöpfungsphase" auf. Diese wurde im Verlauf ausgeglichen, so dass sich der Patient schlussendlich verbessern konnte. Tabelle 15: TUG-Test, Arbeitspaket V Median in Sekunden 38,53 26,22 24,16 22,13 Standardabweichung 5,84 13,11 1,83 7,64 Abbildung 18: TUG-Test, Arbeitspaket V 5 TUG-Test, Arbeitspaket V

27 27 Arbeitspaket VI - 2. klinische Studie Phase 1, Patient/-innen mit akuter kompletter Paraplegie Funktionelle Untersuchung Aufgrund der seltenen Kombination aus kompletter Querschnittlähmung und gleichzeitig ausreichender Restinnervierung der Muskulatur war in diesem Arbeitspaket der Einschluss von nur einem Patienten möglich. Dieser musste aufgrund eines bereits vor dem Training bestehenden Dekubitalulcus das Training zwischen der intensiven und Follow-Up Phase pausieren. Aktuell befindet sich der Patient weiterhin in der Follow-Up Phase des Trainings. Es erfolgt die zusammenfassende Darstellung der Befunde der funktionellen Untersuchungen. Alle Tests konnten durch den Probanden-/innen absolviert werden. Hierbei zeigte sich in jeder Untersuchung eine deutliche Verbesserung im Verlauf der Therapie. Tabelle 16 stellt die jeweiligen Befunde der funktionellen Untersuchungen des Patienten dar. Tabelle 16: Zusammenfassung der funktionellen Tests, Arbeitspaket VI Test Baseline 6 Wochen 12 Wochen 1-MWT 2,31 s 1,53 s 9,34 s 6-MWT 265m 337m 45m WISCI-II-Score TUG-Test 17,53 s 11,6 s 1,63 s Arbeitspaket - VII, 2. klinische Studie Phase 2, Patient/-innen mit chronischer kompletter Paraplegie Analog zum Arbeitspaket VI konnte auch in diesem Arbeitspaket die vorgesehene Patientenanzahl aufgrund oben genannter Gründe nicht erreicht werden. Zwei Patienten konnten die Phase des Follow-Up Trainings nicht vervollständigen. In einem Fall konnte der Einschluss in die Studie erst spät erfolgen, im anderen Fall war der Abbruch wegen privater Gründe/Probleme durch den Patienten erfolgt. 1-MWT

28 Zeit in Sekunden 28 Bis auf einen Patienten war die Durchführung des 1-MWT bei allen Patient/-innen möglich. Alle Teilnehmer/-innen konnten im Verlauf eine stetige Verbesserung erzielen. Der Median der Gruppe verbesserte sich von 67,4±51,5 s auf 22,93±14,92 s. Die detaillierten Befunde sind in der Tabelle 17 bzw. in der Abbildung 19 dargestellt. Abbildung 19: 1-MWT, Arbeitspaket VII 14 1-MWT, Arbeitspaket VII Tabelle 17: 1-MWT, Arbeitspaket VII Median in Sekunden 67,35 51,3 22,93 22,93 Standardabweichung 51,5 36,59 21,7 14,92 WISCI-II-Score In diesem Kollektiv war ein Patient, wie bereits unter dem Punkt "1 MWT" beschrieben, trotz Benutzung der maximal zur Verfügung stehenden Hilfsmittel nicht in der Lage eine Strecke von mindestens 1 Meter zurückzulegen. Damit wies er im WISCI-

29 WISCI-II-Score 29 II-Score einen Wert von auf. Eine Verbesserung war bei diesem Patienten nicht zu erreichen. Zwei Patient/-innen waren in der Lage im Trainingsverlauf die Hilfsmittel zu reduzieren und sich im WISCI-II-Score von 9 auf 12 respektive von 4 auf 13 zu verbessern. In einem Fall blieb der WISCI-II-Score durchgehend bei 6. Abbildung 2: WISCI-II-Score, Arbeitspaket VII 18 WISCI-II-Score, Arbeitspaket VII Tabelle 18: WISCI-II-Score, Arbeitspaket VII Median WISCI-II- Score Standardabweichung 3,77 6,2 6,2 6,2 6-MWT Analog zu den oben beschriebenen Testungen war auch hier bei einem Patient die Durchführung nicht möglich. Die restlichen Probanden-/innen wiesen eine Verbesserung im Trainingsverlauf auf.

30 Strecke in MEtern 3 Tabelle 19: 6-MWT; Arbeitspaket VII Baseline 6 Wochen 12 Wochen Median in Meter Standardabweichung 77,5 98,8 88,49 Abbildung 21: 6-MWT, Arbeitspaket VII 25 6-MWT, Arbeitspaket VII Baseline 6 Wochen 12 Wochen TUG-Test Auch ein TUG-Test war durch den oben beschriebenen Probanden-/innen nicht durchführbar. Die anderen Teilnehmer/-innen wiesen auch hier eine Verbesserung der Werte im Verlauf auf. Die unten abgebildete Tabelle und das Diagramm zeigen die Mediane, Standardabweichungen und Quartile. Tabelle 2: TUG-Test, Arbeitspaket VII Baseline 6 Wochen 12 Wochen Median in Sekunden 76,62 65,53 49,97 Standardabweichung 45,92 33,31 28,58

31 Zeit in Sekunden 31 Abbildung 22: TUG-Test, Arbeitspaket VII 14 TUG-Test, Arbeitspaket VII Baseline 6 Wochen 12 Wochen 4.3 Ergebnisse der klinischen und neurologischen Untersuchungen Klinische Untersuchungen AIS-Score Die ASIA Impairment Scale (AIS) der "American Spinal Cord Injury Association (ASI- A)" stellt einen internationalen Standard in der neurologischen Untersuchung Querschnittgelähmter dar. Hierbei werden Kraftgrade von Kennmuskeln der oberen und unteren Extremität getestet. Ferner wird die Sensorik mittels Wattebausch ("light touch") sowie Nadelstich ("Pin Prick") überprüft. Die erhobenen Befunde werden in einen standardisierten Bogen (siehe Anhang "ASIA-Bogen") eingetragen. Dieser erlaubt schlussendlich die korrekte Identifikation der neurologischen Läsionshöhe und der Ausprägung der Lähmung (komplett/inkomplett von AIS A-E). Das primäre Ziel in dieser Studie war die Erfassung des motorischen AIS-Scores. Da nur der Einschluss von Paraplegikern/-innen mit altersentsprechenden Kraftgraden der oberen Extremi-

32 LEMS 32 tät erfolgte, wurde als Verlaufsparameter der Gesamtwert der Kraftgrade der unteren Extremität verwendet (LEMS=Lower Extremity Motor Score). Arbeitspaket II Alle Probanden-/innen zeigten eine Verbesserung der Gesamtkraftgrade der unteren Extremität von durchschnittlich 4 Punkten. Tabelle 21: LEMS, Arbeitspaket II Baseline 6 Wochen 12 Wochen 24 Wochen Median LEMS 24,5 25, Standardabweichung 6,94 6,18 5,5 5, Abbildung 23: LEMS, Arbeitspaket II 4 LEMS, Arbeitspaket II Arbeitspaket III Alle Probanden-/innen zeigten eine Verbesserung der Gesamtkraftgrade der unteren Extremität von durchschnittlich 5,16 Punkten.

33 LEMS Score 33 Tabelle 22: LEMS, Arbeitspaket III Median LEMS 23 31,5 32,5 32,5 Standardabweichung 15,84 14,91 14,55 14,55 Abbildung 24: LEMS, Arbeitspaket III 6 LEMS, Arbeitspaket III

34 LEMS 34 Arbeitspaket IV Bis auf einen Probanden-/innen verbesserten sich alle Teilnehmer/-innen dieser Gruppe in der ASIA Untersuchung. Insgesamt stieg der LEMS-Wert um durchschnittlich 2,3. Abbildung 25: LEMS, Arbeitspaket IV 45 LEMS, Arbeitspaket IV Median LEMS ,5 Standardabweichung 13,56 12,8 12,35 12,28 Arbeitspaket V In diesem Patientenkollektiv zeigte sich ebenfalls bei allen Probanden-/innen eine Verbesserung der Kraftgrade der unteren Extremität. Im Durchschnitt verbesserten sich die Patient/-innen vom Beginn bis zum Ende der Therapie um 4 Punkte.

35 LEMS 35 Abbildung 26: LEMS, Arbeitspaket V 3 LEMS, Arbeitspaket V Median LEMS Standardabweichung 7,7 8,49 9,9 9,9 Arbeitspaket VI Der Patient zeigte zu Beginn des Trainings einen Wert im LEMS von 34. Nach 6 Wochen Therapie verbesserte sich der Patient auf 36 und nach 12 Wochen auf 38 Punkte. Arbeitspaket VII Analog zu den anderen Gruppen, zeigte sich auch in diesem Kollektiv bei allen Patient/-innen eine Zunahme der Kraftgrade im Bereich der unteren Extremität. Zwei Patienten dieser Gruppe haben das "Follow-Up-Training" nicht abgeschlossen und konnten bei der Auswertung zum 24 Wochen Zeitpunkt nicht berücksichtigt werden. Aus diesem Grund suggeriert das Diagramm eine Abnahme der Werte im Vergleich zum 12 Wochen Zeitpunkt, die de facto jedoch nicht vorliegt.

36 LEMS 36 Abbildung 27: LEMS, Arbeitspaket VII 3 LEMS, Arbeitspaket VII Median 15, ,5 Standardabweichung 6,6 6,95 7,37 4,95 Ashworth Scale Eine Schädigung des zentralen Nervensystems kann eine Spastik der Skelettmuskulatur verursachen. Diese wird "als gesteigerter, geschwindigkeitsabhängiger Dehnungswiderstand der Skelettmuskulatur" (Leitlinie Therapie des Spastischen Syndroms, Deutsche Gesellschaft für Neurologie, AWMF, 212) definiert. Dabei äußert sich die Spastik häufig als eine Zunahme des Muskelgrundtonus aber auch als gesteigerte und "einschießende" Auslösung von Muskeleigenreflexen. Dieses Syndrom kann die Patient/-innen in ihrer funktionellen Mobilität deutlich einschränken. Neben medikamentöser Therapie wird die Spastik insbesondere durch Bewegungstherapie behandelt (Ansari, Naghdi 27). Ferner wurden bereits positive Auswirkungen von geräte- oder robotergestützter Laufbandtherapie auf die Spastik beschrieben (Hesse et al. 23).

37 37 Zur Messung der Spastik bedient man sich im allgemeinen der modifizierten "Ashworth Scale" (MAS), die den Geschwindigkeitsabhängigen Widerstand gegen passive Bewegung beschreibt. Hierbei werden Grade zwischen =Normal Befund, 1=leichter Widerstand am Ende oder Anfang einer Bewegung, 2=deutlicher Widerstand über die Hälfte des Bewegungsausmaßes (>5% Range of Motion, ROM), 3=starker Widerstand und 4=starker Widerstand mit Einschränkung des Bewegungsausmaßes (ROM) unterschieden. Die Spastik wurde seitendifferent jeweils vor und nach einer Trainingseinheit bestimmt. Auf den folgenden Seiten sind die Werte der rechten und linken Körperhälfte zusammengefasst als Durchschnitt angegeben. Hierdurch ergeben sich auch halbe Werte der Ahworth Scale Arbeitspaket II, Modifizierte Ashworth Scale vor und nach Therapie In dieser Patientengruppe waren zwei Patient/-innen von Spastik betroffen. Ein Patient zeigte einen Wert von 4 vor Beginn der jeweiligen Trainingseinheit. Nach der Therapie reduzierte sich der MAS auf 2. Dieser Effekt hielt jedoch nur für einige Stunden an. Über den gesamten Verlauf zeigte sich somit keine dauerhafte Spastikreduktion, sondern eine kurzfristige Besserung nach dem Lauftraining. Der zweite Patient wies zu Beginn einen Wert von 1 vor dem Training auf. Nach dem Training konnte keine Spastik mehr nachgewiesen werden. Bis zur sechsten Trainingswoche konnte der MAS-Wert dauerhaft auf reduziert werden. Eine erneute Spastik trat bei diesem Patienten nicht mehr auf. Arbeitspaket III, Modifizierte Ashworth Scale vor und nach Therapie In diesem Kollektiv litt ein Patient an Spastik. Diese bestand vor Therapiebeginn mit einem Wert von 1. Nach den Trainingseinheiten lag der MAS-Wert stets bei. Intermittierend trat auch im Verlauf der 24 Wochen selten eine Spastik von max. 1 auf. Arbeitspaket IV, Modifizierte Ashworth Scale vor und nach Therapie Drei von sechs Patient/-innen litten am Spastiksyndrom. Ein Patient wies über die gesamte Therapiezeit einen Wert von 4 vor der jeweiligen Trainingseinheit auf. Diese reduzierte sich nach der jeweiligen Trainingseinheit auf Werte zwischen 2 und 3. Ei-

38 38 ne langfristige und dauerhafte Spastikreduktion war bei dem Patienten nicht zu verzeichnen. Bei einer weiteren Patientin nahm die Spastik nach den jeweiligen Therapieeinheiten ebenfalls ab. Sie wies vor den Therapieeinheiten durchgehend einen Wert von 1 auf. Nach dem Laufbandtraining betrug die Spastik auf der MAS meistens bis,5. Arbeitspaket V-VII, Modifizierte Ashworth Scale vor und nach Therapie In diesen Patientengruppen gab es keine Probanden-/innen, die an einer Spastik litten Ergebnisse der neurologischen Untersuchungen Im Prä-Post-Design und bei ausgewählten Patient/-innen auch im Follow-Up wurden folgende routinemäßige elektrophysiologische Untersuchungen durchgeführt: Elektroneurographie mit Bestimmung der motorischen und sensiblen Summenpotentiale und der Nervenleitgeschwindigkeiten, Tibialis-SEP mit zentraler Ableitung, Pudendus-SEP und die motorischen evozierten Potenziale abgeleitet von den Mm. tibiales anteriores. Bei allen Subgruppen ergaben sich für alle Messungen keine Änderungen der Latenzen, Amplituden und Leitgeschwindigkeiten im Prä-Post-Vergleich oder im Einzelfall im Follow-Up. Eine Darstellung von Median oder Mittelwerten ist nicht möglich, da je nach Verletzungs- und Schädigungsmuster verschiedene Seiten und verschiedene periphere Nerven betroffen sind, so dass zum Teil nur 2 oder höchstens 3 Messwerte für einen Nerven auf einer Seite zur Verfügung stehen. Vielmehr ist eine Betrachtung der individuellen Kurven Grundlage der Auswertung. 5. Zusammenfassung, Vergleich und Interpretation der Ergebnisse Aufgrund der relativ kleinen Probanden-/innenzahl wurden zum Vergleich der Ergebnisse Arbeitspakete zusammengefasst. Hinsichtlich der vorliegenden Verletzungsart wurden die Arbeitspakete II und IV zur Gruppe der Patient/-innen mit einer chronisch inkompletten Lähmung zusammengefasst. Die Gruppe der akuten inkompletten Patient/-innen entspricht dem Arbeitspaket III.

39 39 Das Arbeitspaket VI entspricht der Patientengruppe mit akuter chronischer Paraplegie. Die Arbeitspakete V und VII wurden zu einer Gruppe mit Patient/-innen, die an einer chronisch kompletten Paraplegie leiden zusammengefasst. Zum Vergleich der Daten wurden die jeweiligen Mediane der einzelnen Gruppen zum Messzeitpunkt herangezogen. Da in das Arbeitspaket VI (akute komplette Paraplegie) nur ein Patient eingeschlossen werden konnte, wurden hier die Werte der jeweiligen Untersuchungen und nicht der Median zum Vergleich herangezogen. Dies bedingt eine sehr eingeschränkte Vergleichbarkeit zu den anderen Gruppen Vergleich der funktionellen Ergebnisse 1-Meter-Walk-Test Eine Reduktion der benötigten Zeit für den 1-Meter-Walk-Test konnte bei allen Patient/-innen beobachtet werden. Im Vergleich zwischen Ausgangsbefund und dem Befund zum 24 Wochen Zeitpunkt zeigten die Patient/-innen mit einer akuten inkompletten Paraplegie erwartungsgemäß die stärkste (prozentuale) Reduktion der benötigten Zeit um 85,24%. Die chronisch komplett gelähmten Patient/-innen verbesserten sich um 49,53% und die chronisch inkomplett gelähmten um 44,3%. Bedingt durch die potenzielle Spontanremission sowie die inkomplette Lähmungssituation ist die deutlichste Verbesserung bei Patient/-innen mit akuter inkompletter Paraplegie zu erwarten gewesen. Auch die höhere Reduktion der Zeit im Vergleich zwischen chronisch komplett und inkomplett gelähmten Patient/-innen ist nachvollziehbar. Bei einer kompletten Querschnittlähmung mit erhaltener Restfunktion der unteren Extremität liegt eine tiefere Lähmungshöhe und damit besser innervierte Muskulatur vor. Bei Patient/-innen mit einer inkompletten Querschnittlähmung liegt häufig eine höhere neurologische Läsion als bei Patient/-innen mit kompletter Lähmung und erhaltener Restfunktion vor. Somit können bei diesen Patient/-innen mehr Muskelgruppen betroffen sein. Ferner wiesen einige Patient/-innen zwischen zwei Untersuchungszeitpunkten eine Verschlechterung auf. Einerseits war dies in einigen Fällen aufgrund von initialer Überlastung mit erforderlicher Anpassungszeit (Verschlechterung der Werte meist

40 Zeit in Sekunden 4 zwischen 3-6 Woche) zu erklären. Andererseits lag nur eine vermeintliche Verschlechterung vor, da einige Patient/-innen in der Lage waren die für den 1-MWT benötigten Hilfsmittel zu reduzieren. Die Reduktion der Hilfsmittel erforderte naturgemäß mehr Zeit für die Bewältigung der vorgegebenen Strecke. Abbildung 28: 1-MWT, Vergleich zwischen den einzelnen Gruppen 8 1-MWT (Median), Gruppenvergleich cip ckp aip akp 2 1 Legende: cip: chronisch inkomplette Paraplegie, ckp: chronisch komplette Paraplegie, akp: akute komplette Paraplegie aip: akute inkomplette Der Vergleich zwischen allen chronisch und akut querschnittgelähmten Patient/- innen zeigt ebenfalls eine deutlichere Verbesserung der akuten Patient/-innen. Dies hängt ebenfalls mit dem höheren Potenzial einer Remission/Spontanremission im akuten Stadium (bis zu einem Jahr nach Eintritt der QSL) der Paraplegie zusammen. Die Verläufe sind der Abbildung 29 zu entnehmen.

41 Zeit in Sekunden 41 Abbildung 29: 1-MWT, Vergleich zwischen akuten und chronischen Patient/- innen 7 1-Meter-Walk-Test, Vergleich zwischen chronisch/akut chronisch akut 2 1 Legende: cip: chronisch inkomplette Paraplegie, ckp: chronisch komplette Paraplegie, akp: akute komplette Paraplegie aip: akute inkomplette 6-Minutes-Walk-Test Analog zum 1-Meter-Walk-Test zeigt sich auch im 6-MWT die beste Verbesserung bei den Patient/-innen mit einer akuten inkompletten Paraplegie. Häufig war bei akuten Patient/-innen zu Beginn der Therapie die Testung mittels 6-MWT nur bedingt durchführbar. Dies ist vor allem durch die Anpassung an die neue Situation und das notwendige Erlernen der neuen Mobilität zu erklären. Für einige Patient/-innen war das freie Gehen für sechs Minuten aufgrund der Lähmungshöhe nicht zu bewältigen. Im Kurvenverlauf für die akuten Patient/-innen zeigt sich zwischen der 12. und 24. Woche eine Abnahme der zurückgelegten Strecke. Auch hier ist eine Reduktion der benötigten Hilfsmittel zu beachten. Ferner ist auch die verringerte Intensität des Trainings zu berücksichtigen. Einen Vergleich zwischen den Gruppen bzw. zwischen akuten und chronischen Patient/-innen zeigt Abbildung 3 und 31. Auch hierbei ist

42 Strecke in Metern Strecke in Metern 42 die Darstellung der Ergebnisse des akut komplett querschnittgelähmten Patient/- innen nicht direkt mit den Ergebnissen (Mediane) der anderen Gruppen zu vergleichen. Abbildung 3: 6-MWT, Vergleich zwischen den einzelnen Gruppen 45 6-MWT (Median), Gruppenvergleich cip ckp aip akp 1 5 Abbildung 31: 6-MWT, Vergleich zwischen akuten und chronischen Patient/- Innen 3 6-MWT (Median), Vergleich zwischen chronisch/akut chronisch akut 1 5

43 Zeit in Sekunden 43 Timed-Up-And-Go-Test Entsprechend der anderen funktionellen Untersuchungen zeigen inkomplett gelähmte Patient/-innen ein höheres Potenzial der Verbesserung. Auch hier ist die Reduktion der benötigten Zeit für den Timed-Up-And-Go-Test bei akut gelähmten Patient/- innen höher als bei chronisch gelähmten Probanden-/innen. Abbildung 3: TUG-Test, Vergleich zwischen den einzelnen Gruppen 8 TUG-Test (Median), Gruppenvergleich cip ckp aip akp 2 1

44 Zeit in Sekunden 44 Abbildung 31: TUG-Test, Vergleich zwischen akuten und chronischen Patient/- innen 6 TUG-Test (Median), Vergleich zwischen chronisch/akut chronisch akut 2 1 WISCI-II-Score Aufgrund der geringen Abweichungen der Werte im WISCI-II-Score, wurde zum Besseren Vergleich der Daten hier der Mittelwert anstatt des Medians verwendet. Ausgehend von den Ergebnissen der funktionellen Untersuchungen korreliert auch hier die Verbesserung mit dem Stadium der Lähmung (akute Patient/-innen verbessern sich deutlicher im Vergleich zu chronischen) als auch die Lähmungsausprägung (komplett/inkomplett).

45 Wert Wert 45 Abbildung 32: WISCI-II-Score, Vergleich zwischen den einzelnen Gruppen WISCI-II-Score (Durchschnitt), Vergleich zwischen den Gruppen cip ckp aip akp Abbildung 33: WISCI-II, Vergleich zwischen akuten und chronischen Patient/- innen 14 WISCI-II-Score, Vergleich zwischen chronisch/akut chronisch akut 4 2

46 Vergleich der klinischen und neurologischen Ergebnisse Lower-Extremity-Motor-Score (LEMS) Auch hier wird das Potenzial zur Remission und deutlichen Verbesserung bei Patient/-innen mit akuter inkompletter Paraplegie im Vergleich zu den anderen Gruppen deutlich. Bestätigend zeigt sich auch im Vergleich zwischen akuten und chronischen Patient/-innen der Zeitraum für die benötigte Verbesserung. Während beide Gruppen sich um durchschnittlich 3-4 Punkte im LEMS verbessern, zeigen die akuten Patient/- innen diesen Fortschritt bereits innerhalb der ersten 6 Wochen. während sich die chronische Gruppe kontinuierlich und langsamer bis zur 12 Woche verbessert.

47 Wert Wert 47 Abbildung 34: LEMS, Vergleich zwischen den einzelnen Gruppen 4 LEMS, Gruppenvergleich cip ckp aip akp 1 5 Abbildung 35: LEMS, Vergleich zwischen akuten und chronischen Patient/- innen LEMS, Vergleich zwischen chronisch/akut chronisch akut

48 48 Neurophysiologische Untersuchungen Wie bereits oben beschrieben, gab es weder Veränderung zwischen den einzelnen Gruppen noch in der Untersuchung einzelner Patient/-innen im Rahmen der neurophysiologischen Testungen Genderspezifische Unterschiede Geschlechtsspezifische Unterschiede bestanden in unserem Patientenkollektiv weder in den funktionellen, noch in den klinisch-neurologischen Untersuchungen. Die jeweiligen Unterschiede begründeten sich hauptsächlich in der Verletzungsart und daraus resultierender Verletzungshöhe bzw. neurologischem Status. Um genderspezifische Unterschiede definitiv auszuschließen, wären größere Patientenkollektive notwendig Übertragbarkeit der Studienergebnisse Die Studienergebnisse können auf alle exoskeletale Lokomotionssysteme übertragen werden, die über ein neuromuskuläres Feedback verfügen. Eine Übertragbarkeit auf andere auf dem Markt befindlichen robotergestützten Gangorthesen, bei denen die Ansteuerung keinem neuromuskulären Feedback unterliegt, muss geprüft werden, ist aus medizinisch-wissenschaftlicher Sicht jedoch fraglich. 6. Nicht umgesetzte oder erreichte Ziele und Vorhaben 6.1. Rekrutierung von Patienten/-innen Wie bereits erläutert, war es aufgrund der seltenen Kombination aus kompletter Querschnittlähmung und gleichzeitig ausreichender Restinnervierung der Muskulatur zur Therapieteilnahme, nicht möglich, alle Arbeitspakete zu komplettieren. Ferner gestaltete sich die Rekrutierung insbesondere akuter Patient/-innen aufgrund teilweise bestehender Begleitverletzungen als langwierig. Aus diesem Grund konnten u.a. einige Patient/-innen das Follow-Up-Training (Therapie nach 24 Wochen mit einer Intensität von 1-mal wöchentlich) nicht abschließen. Ein Patient musste aus privaten Gründen die Therapie nach 14 Wochen abbrechen.

49 Etablierung eines Beirats Die ursprüngliche Intention der Etablierung eines Beirats bestand u.a. im Kontaktaufbau zu den Sozialversicherungs- bzw. Kostenträgern, um eine dauerhafte Umsetzung der Projektergebnisse zu gewährleisten. Die im Rahmen des Projektes durch die Projektpartner und contec initiierten Kontakte waren so erfolgreich und nachhaltig, dass es aus Kosteneffizienzgründen nicht angezeigt war, zusätzlich einen Berat als Zwischenstufe zu installieren vielmehr konnten frei werdende finanzielle Ressourcen direkt in die Forschung investiert werden. Insbesondere wird der Erfolg dadurch deutlich, dass schon jetzt diverse Kostenträger dazu bereit sind, die entstehenden Gerätekosten zu übernehmen. Die Abwicklung der laufenden Kommunikation läuft hierbei direkt über die CCR Durchführung von Symposien Die Teilnahme an wissenschaftlichen internationalen Kongressen und Veröffentlichungen im Peer-Review-Verfahren haben sich effizienter als regionale Symposien herausgestellt und finden eine wissenschaftlich größere Akzeptanz. Aufgrund dessen und ebenso aus Kostengesichtspunkten wurde auf die Durchführung dieser verzichtet Unterauftrag MedEcon Aufgrund des Entschlusses, auf eine Beiratsbildung sowie die Durchführung von Symposien zu verzichten, wurde ebenso beschlossen, den Unterauftrag an MedEcon nicht zu vergeben, da dies die unnötige Ausgabe von Geldmitteln verursacht hätte. Im Projektverlauf wurde dennoch an diversen nationalen und internationalen Veranstaltungen teilgenommen, um die Projektergebnisse zu präsentieren, den Kontakt zu potentiellen Interessenten aufzunehmen und entsprechende Netzwerken beizuwohnen. 7. Auswertung, Nutzung und Verbreitung der Ergebnisse Die ausgewerteten Ergebnisse wurden bereits teilweise auf nationalen und internationalen medizinischen Kongressen und Veranstaltungen präsentiert. Eine Publikation

50 5 der medizinischen aber auch sozio-ökonomischen Erkenntnisse ist für die Zukunft in wissenschaftlich-anerkannten Zeitschriften (MedLine gelistet) geplant. Bei diesen Publikationen wird auf das MMIRS Projekt ausdrücklich hingewiesen. Tabelle 23 zeigt die bisherigen Präsentationen der Teilergebnisse auf medizinischen Kongressen. Tabelle 23: Präsentationen der Teilergebnisse auf medizinischen Kongressen Kongress Jahr Ort Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie 214 Berlin, Deutschland International Forum on Disability Managment ISCoS AND ASIA JOINT SCIENTIFIC MEETING ISCoS AND ASIA JOINT SCIENTIFIC MEETING 214 Melbourne, Australia 214 Berlin, Deutschland 215 Montreal, Kanada 9th World Congress of the International Society of Physical and Rehabilitation Medicine 215 Berlin, Deutschland 123. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie 215 München, Deutschland Jahrestagung der Deutschen Medizinischen Gesellschaft für Paraplegie 215 Kassel, Deutschland 6. Reha-Fachtagung, reha assist 215 Bochum, Deutschland Rehabiliterings Medicinska Veckan 215 Stockholm, Schweden 11. IFK - Tag der Wissenschaft 215 Bochum, Deutschland 8. Schutzrechte Ein Schutzrecht für die angewandte Therapie besteht nicht, da eine physische Tätigkeit oder Maßnahme [vorliegt], die einen Verfahrensschritt zur therapeutischen Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers darstellt und damit dem Patentierungsverbot unterliegt. (G 1/4, ABl. 26, 334; G 1/7, ABl. 211, 134; Quelle: Europäisches Patentamt, s. Literatur)

51 51 9. Zusammenfassung In das Projekt MMIRS-Mensch-Maschine-Interface-Robot-Suit konnten insgesamt 19 chronisch und 7 akut querschnittgelähmte Patienten/-innen eingeschlossen werden. Im Trainingsverlauf traten keine medizinischen Komplikationen auf. Die Therapie war bei allen Probanden-/innen/-innen durchführbar. Insgesamt zeigten alle Patient/-innen eine Verbesserung der funktionellen Mobilität, aber auch der Kraftgradausprägung der unteren Extremität. Hieraus resultierte in einigen Fällen die Möglichkeit auf Reduktion der Hilfsmittel in der funktionellen Testung als auch im Alltag. Eine Veränderung der neurophysiologischen Parameter wie z.b. die Nervenleitgeschwindigkeit oder sensorisch bzw. motorisch evozierte Potentiale konnte nicht festgestellt werden. Der Vergleich der Ergebnisse zeigt keine geschlechtsspezifischen Unterschiede. Diese bestehen jedoch v.a. aufgrund der individuellen Ausprägung der Lähmung, der neurologischen Läsionshöhe sowie der Zeit seit Eintritt der Lähmung (akut/chronisch). Erwartungsgemäß konnten Patienten/-innen mit einer inkompletten Querschnittlähmung im Akutstadium ihre funktionelle Mobilität sowie die Kraftgradausprägung der unteren Extremität (LEMS) am deutlichsten verbessern. Jedoch profitierten auch alle anderen Patientengruppen von der Laufbandtherapie mit dem Exoskelett. Das Therapieprogramm konnte erfolgreich entwickelt und die Wirksamkeit bestätigt werden. Insbesondere zeigte sich hierbei kein Rückschritt der erreichten Verbesserungen nach Reduktion der Trainingsintensität auf 1-mal wöchentlich. Ein Vorteil der Laufbandtherapie mit dem Exoskelett gegenüber anderen Therapiemethoden müsste in weiteren Studien mit Kontrollgruppen und einem größeren Patientenkollektiv untersucht werden. In wie weit die exoskelettale Therapie dauerhafte Therapieeffekte auf Zeit ausweisen wird, kann aufgrund der limitierten Nachuntersuchungszeit in dieser Studie nicht abschließend beurteilt werden. Dennoch zeigen die anhaltenden Nachuntersuchungsergebnisse nach 24 Wochen, dass der Trainingseffekt zumindest über diesen Zeitraum weiter bestanden hat. Es scheint eine nachhaltige Rolle zu spielen, dass ein(e) Patient(in) einen entsprechend hohen Eigenmobilitätsgrad durch das exoskelettale Training erreicht, durch den er/sie auch im Alltag