Geh-Orthese Indego von Parker Hannifin, Bild: Parker Hannifin

Exoskelette helfen teilweise Querschnittgelähmten dabei, weider auf den eigenen zwei Beinen zu stehen und zu laufen. Auch in der Industrie sind sie immer öfters im Einsatz. Bild: Parker Hannifin

Gehen und allein stehen zu können, ist für viele Menschen selbstverständlich. Doch für Querschnittsgelähmte ist das ein unerreichbares Ziel. Nun ermöglicht ihnen aber die Technik, wieder selbstständig auf beiden Beinen zu stehen. An verschiedenen Kliniken und Reha-Zentren kommen bei der Therapie immer öfter Exoskelette zum Einsatz. Sie helfen teilweise Querschnittsgelähmten, bei denen das Rückenmark nur zum Teil abgetrennt ist, wieder zu stehen und zu gehen.

Geh-Orthese Indego, Bild: Parker Hannifin
Die Geh-Orthese Indego reagiert auf Gewichtsverlagerungen. Lehnt man sich nach vorne, wird das Aufstehen und Gehen eingeleitet. Bild: Parker Hannifin

Einer der Hersteller dieser angetriebenen Geh-Orthese ist Parker Hannifin. Die Geh-Orthese Indego soll das therapeutische Gangtraining ermöglichen und gehbehinderte Personen wieder mobil und unabhängig machen. Sie wird derzeit im klinischen Einsatz getestet. Indego ist mit seinen knapp zwölf Kilogramm sehr leicht und kann wegen eines schlanken Designs auch im Rollstuhl getragen werden. Die Verarbeitung von Körpersignalen unterstützen vibratorische Rückmeldungen und LED-Signale. Dank mehrerer Stunden durchgehender Betriebszeit und schnell wechselbaren Batterien, soll Indego lange im Einsatz sein. Verlagert der Patient das Gewicht nach vorne, wird das Aufstehen und Gehen eingeleitet, verlagert er es nach hinten, kommt es zum Stehenbleiben und Hinsetzen. In einer App können individuelle Trainingsparameter, wie etwa die Schrittlänge und -frequenz eingestellt oder persönliche Therapiedaten archiviert werden.

Andere Systeme fangen die Signale aus dem Gehirn zu den Muskeln ab. Diese werden von Sensoren im Exoskelett erfasst, umgewandelt und an die Motoren in Hüfte und Knien weitergeleitet. Am Anfang müssen die Patienten viel Geduld mitbringen. Denn die Signale stumpfen nach einem Trauma ab und müssen erst wieder langsam an Intensität gewinnen, damit diese von den Sensoren erkannt und umgesetzt werden können.

Soft-Exoskelett

Während Exoskelette nun ihren Einzug in Therpie-Zentren und einigen Privathaushalten in den USA feiern, arbeiten Forscher der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) an einem Soft-Exoskelett. Bisherige Konstruktionen sind meist schwer und unflexibel. Die neue Stützhilfe soll sich je nach Bewegung versteifen oder weich werden. Sie soll in einer Hose eingearbeitet werden und Menschen beim Gehen unterstützen.

XoSoft, Bild: ZHAW
Das Soft-Exoskelett XoSoft soll sich wie eine Leggins an den Körper anpassen und beim Gehen den Träger untersützen. Bild: ZHAW

Das Gewebe wird mit Sensoren ausgestattet, mit deren Hilfe eine integrierte Elektronik die Bewegung der betroffenen Gliedmaßen lernt und diese dann im richtigen Augenblick stützt, entlastet oder frei bewegen lässt. „Der Bewegungsablauf wird über Algorithmen erfasst, welche die Daten der eingesetzten Sensoren auswerten“, erklärt Konrad Stadler, der im Bereich Regelungstechnik an der ZHAW School of Engineering forscht. Die Konstruktion namens XoSoft soll dünn wie eine Leggins sein und einfach unter der Kleidung getragen werden können. Mit der Entwicklung haben die Forscher zusammen mit neun Partnern im Februar 2016 begonnen. Den ersten Prototypen soll es bereits in einem Jahr geben.

"An der ZHAW arbeiten Ingenieure, Physiotherapeuten und Bewegungswissenschaftler im XoSoft-Projekt, somit können Anpassungen gleich vor Ort vorgenommen und  überprüft werden. Zudem erlaubt diese Zusammenarbeit eine Entwicklung, die sich sehr eng am Bedürfnis der künftigen Anwenderinnen und Anwender orientiert", erklärt Bewegungswissenschaftlerin Eveline Graf.

Funktionsweise XoSoft, Bild: ZHAW
Das Soft-Exoskelett soll aus den Bewegungen des Trägers lernen und an der richtigen Stelle und zur richtigen Zeit unterstützen. Bild: ZHAW