Test­ver­sor­gung mit einer myo­elek­tri­schen Armor­the­se anhand eines Fallbeispiels

K. Hano
Der Verlust von Funktionen der oberen Extremität, beispielsweise durch einen Schlaganfall, beeinträchtigt das Leben der Betroffenen in der Regel gravierend. Anhand eines Fallbeispiels zeigt der Artikel aus der Sicht einer Ergotherapeutin aus dem Ambulanticum Herdecke auf, inwieweit die Versorgung mit einer myoelektrischen Probeorthese („MyoPro“-Orthese) den Funktionsverlust – also das Greifen, Halten und Öffnen der Hand bzw. das Beugen, Heben und Strecken des Ellbogens – ausgleicht und die Patienten bei der Rehabilitation und im Alltag unterstützt.

Ein­lei­tung

Neu­ro­mus­ku­lä­re und neu­ro­lo­gi­sche Erkran­kun­gen wie Schlag­an­fall, Zere­bral­pa­re­se, Ver­let­zung des Ple­xus bra­chia­lis, Ver­let­zung des Rücken­marks oder Mul­ti­ple Skle­ro­se gehen oft mit einem Funk­ti­ons­ver­lust der obe­ren Extre­mi­tä­ten ein­her. Um die Pati­en­ten dar­in zu unter­stüt­zen, die­sen Funk­ti­ons­ver­lust zu kom­pen­sie­ren, wur­de am Mas­sa­chu­setts Insti­tu­te of Tech­no­lo­gy (MIT) (Cam­bridge, MA, USA) in Zusam­men­ar­beit mit der Har­vard Medi­cal School (Bos­ton, MA, USA) bereits 2006 eine moto­ri­sier­te Arm- und Hand­orthe­se ent­wi­ckelt. Über meh­re­re Evo­lu­ti­ons­stu­fen ent­wi­ckel­te sich dar­aus die inzwi­schen auch in Deutsch­land ver­füg­ba­re „MyoPro“-Orthese (Her­stel­ler: Myo­mo, Inc, Bos­ton, MA, USA). Kon­ven­tio­nel­le Orthe­sen bewir­ken häu­fig kei­ne signi­fi­kan­ten Ver­bes­se­run­gen für die Betrof­fe­nen 1. Für eine myo­elek­tri­sche Ell­bo­gen-Hand­ge­lenk-Hand-Orthe­se hin­ge­gen konn­te bei Schlag­an­fall­pa­ti­en­ten eine Ver­bes­se­rung der manu­el­len Geschick­lich­keit und der Leis­tungs­fä­hig­keit bei bestimm­ten funk­tio­nel­len Auf­ga­ben nach­ge­wie­sen wer­den 2 3. Mög­lich­kei­ten und Gren­zen einer sol­chen Ver­sor­gung wer­den im Fol­gen­den anhand eines Fall­bei­spiels verdeutlicht.

Anzei­ge

Funk­ti­ons­wei­se einer myo­elek­tri­schen Orthese

Myo­elek­tri­sche Steue­run­gen sind im Bereich der Arm­pro­the­tik schon lan­ge bekannt und eta­bliert 4. Bis­lang weni­ger ver­brei­tet ist die­se Tech­nik im Bereich der Armor­the­tik. Auch hier wer­den EMG-Signa­le über Ober­flä­chen­elek­tro­den abge­nom­men, ver­stärkt und als Steu­er­im­pul­se für Moto­ren ver­wen­det, die dann an der Orthe­se die gewünsch­te Funk­ti­on ermög­li­chen. Kon­kret wer­den die Signa­le des M. tri­ceps bra­chii und des M. biceps bra­chii ver­wen­det, um den Ell­bo­gen der Orthe­se zu stre­cken bzw. zu beu­gen; die Signa­le der Unter­arm­mus­ku­la­tur die­nen dazu, die Hand zu öff­nen bzw. zu schlie­ßen. Die jewei­li­gen Elek­tro­den sind in eine Man­schet­te für den Ober­arm und eine Span­ge für den Unter­arm ein­ge­ar­bei­tet. Für die Fin­ger­be­we­gung wer­den Zei­ge- und Mit­tel­fin­ger gemein­sam von der Orthe­se geführt. Sie bewe­gen sich im Drei­punkt­griff auf den fest­ste­hen­den Dau­men zu, des­sen Grund­po­si­ti­on ein­stell­bar ist.  In der Stan­dard­ver­si­on blei­ben der Ring­fin­ger und der klei­ne Fin­ger frei und wer­den nicht in die Bewe­gung inte­griert. Die Stel­lung des Hand­ge­len­kes im Sin­ne der Extension/Flexion und der Pronation/Supination kann manu­ell posi­tio­niert und bei Bedarf fixiert wer­den, um sie so der jewei­li­gen Auf­ga­be anzu­pas­sen. An der Außen­sei­te der Ober­arm­scha­le befin­den sich sowohl der Ell­bo­gen­mo­tor und die Steue­rungs­elek­tro­nik als auch das Akku­fach mit den Bedien­tas­ten. Der Motor für die Hand­be­we­gung befin­det sich am Hand­rü­cken. Das Gewicht der Test­orthe­se (ca. 2,5 kg) wird über eine Ban­da­ge auf die Schul­ter über­tra­gen. Über die Ein­stel­lung der Gur­te kann der Grad der Last­über­nah­me durch die Ban­da­ge ange­passt wer­den (Abb. 1).

Das Pro­gramm für die Steue­rungs­elek­tro­nik ist indi­vi­du­ell an den Pati­en­ten anpass­bar. So kön­nen sowohl der erfor­der­li­che Schwel­len­wert für die Bewe­gung als auch die erfor­der­li­che Unter­stüt­zung pas­send abge­stimmt wer­den; eine Limi­tie­rung des frei­ge­ge­be­nen Bewe­gungs­um­fangs ist eben­falls mög­lich. Die ein­zel­nen Funk­tio­nen (Beugung/Streckung im Ell­bo­gen, Öffnen/Schließen der Hand) sind in der Elek­tro­nik getrennt oder in Kom­bi­na­ti­on akti­vier­bar. Dies erleich­tert in der Trai­nings­pha­se die Kon­zen­tra­ti­on auf ein ein­zel­nes Steuerungselement.

Da es sich bei der hier vor­ge­stell­ten Ver­sor­gung um eine Test­orthe­se (Abb. 2) han­delt, ist deren Pass­form noch nicht opti­mal; in die­sem Fall waren eine Unter­la­ge­rung des Schul­ter­gur­tes und eine Aus­pols­te­rung der Ober­arm­scha­le erfor­der­lich. So konn­ten Schmer­zen und ein nicht opti­ma­les Align­ment im Schul­ter­ge­lenk ver­hin­dert wer­den. In der inzwi­schen erfolg­ten defi­ni­ti­ven Ver­sor­gung lie­ßen sich durch die indi­vi­du­el­le Pass­form sowohl die Auf­hän­gung als auch die Kraft­über­tra­gung deut­lich verbessern.

Kur­ze Anamnese

Die Pati­en­tin ist 1953 gebo­ren und erlitt 2004 einen Hirn­in­farkt. Es zeigt sich das Bild einer aus­ge­präg­ten arm­be­ton­ten Hemi­pa­re­se rechts mit einer deut­li­chen Tonu­s­er­hö­hung in der rech­ten obe­ren Extre­mi­tät, ver­stärkt in der Hand. Aus die­sem Grund wird die Pati­en­tin regel­mä­ßig – in drei­mo­na­ti­gen Inter­val­len – mit Botox behan­delt. Die Schwer­punk­te der Behand­lung lie­gen im Bereich der schul­ter­um­ge­ben­den Mus­ku­la­tur, im Bizeps-Bereich und im Bereich der Unterarmmuskulatur.

Trotz der Botox-Behand­lung las­sen sich aus­rei­chen­de Steu­er­im­pul­se aus der Mus­ku­la­tur ablei­ten. In der vor­aus­ge­gan­ge­nen The­ra­pie konn­te eine aus­rei­chen­de Schul­ter­sta­bi­li­tät erar­bei­tet und eine Sub­lu­xa­ti­on – eine bei Läh­mungs­pa­ti­en­ten häu­fig auf­tre­ten­de Kom­pli­ka­ti­on – ver­hin­dert wer­den. Ein Abruf leich­ter Funk­ti­ons­an­sät­ze im Schul­ter­be­reich gegen die Schwer­kraft (Ele­va­ti­ons­be­we­gun­gen) ist mög­lich unter Abnah­me der Schwer­kraft, z. B. bei Nut­zung einer Unter­stüt­zungs­flä­che wie eines Tisches oder auch durch Ante­ver­si­ons- und Retro­ver­si­ons­be­we­gun­gen. Im Ell­bo­gen sind mit­tels Mas­sen­syn­er­gien, in die­sem Fall der ver­stärk­te Ein­satz der schul­ter­um­ge­ben­den Mus­ku­la­tur, Fle­xi­on und Exten­si­on gegen die Schwer­kraft abruf­bar. Unter Abnah­me der Schwer­kraft, unter ande­rem bei einem passiv/assistiv ein­ge­stell­ten Align­ment, sind leich­te Ell­bo­gen­be­we­gun­gen sicht­bar. Greif- oder Hal­te­funk­tio­nen mit der Hand sind jedoch nicht mög­lich. Der Zugriff auf die beschrie­be­nen Funk­tio­nen ist am Ende des jewei­li­gen Botox-Zyklus (3 Mona­te) für die Pati­en­tin deut­lich erschwert.

Erpro­bungs­zeit­raum

In einem ers­ten Vor­ge­spräch unter­such­te ein für das „MyoPro“-System geschul­ter Ortho­pä­die­tech­ni­ker, ob die Pati­en­tin für das Sys­tem geeig­net ist. Die wich­tigs­ten Kri­te­ri­en dabei sind aus­rei­chen­de Myo­si­gna­le, funk­tio­nel­le Gelenk­be­weg­lich­kei­ten und eine genü­gen­de Schul­ter­sta­bi­li­tät. In der anschlie­ßen­den Erpro­bungs­pha­se wur­de die Pati­en­tin mit einer Test­orthe­se ver­sorgt und in 40 The­ra­pie­ein­hei­ten à 60 Minu­ten the­ra­peu­tisch betreut. Die 40 Ein­hei­ten wur­den in einem vor­her bespro­che­nen Zeit­raum von 3 Mona­ten durch­ge­führt. Sie umfas­sen Ein­hei­ten zum Hand­trai­ning, zum Ell­bo­gen­trai­ning und zu einem Kom­bi­na­ti­ons­trai­ning, die per Video doku­men­tiert wur­den. Die­se wer­den im Fol­gen­den genau­er erläutert.

The­ra­pie­ein­hei­ten

Hand­trai­ning

In den ein­zel­nen The­ra­pie­ein­hei­ten wur­de zu Beginn der Erpro­bungs­pha­se die akti­ve Fle­xi­on der Hand trai­niert. Dabei waren die ande­ren Sen­so­ren – die Ober­arm­sen­so­ren für akti­ve Fle­xi­on und akti­ve Exten­si­on im Ell­bo­gen sowie der Unter­arm­sen­sor für die akti­ve Exten­si­on der Fin­ger – inak­tiv geschal­tet. Es wur­de wie folgt ver­fah­ren: In sit­zen­der Posi­ti­on konn­te die Pati­en­tin zunächst in pro­nier­ter Hand­ge­lenk­stel­lung, die über das mul­tia­xia­le Hand­ge­lenk der Orthe­se fixiert wur­de, die akti­ve Fle­xi­on der Fin­ger und das Nach­las­sen der Span­nung trai­nie­ren. In die­ser Ein­stel­lung erfolgt das Öff­nen der Hand auto­ma­tisch bei Nach­las­sen des Myo­si­gnals. Die­ser Pro­zess stell­te sich für die Pati­en­tin als gut geeig­ne­ter Ein­stieg in die The­ra­pie dar.

Im wei­te­ren Ver­lauf der Erpro­bungs­pha­se wur­de sowohl die Hand­ge­lenk­stel­lung von der Pro­na­ti­ons- zur Supi­na­ti­ons­stel­lung als auch die Aus­gangs­po­si­ti­on der Pati­en­tin vom Sitz zum Stand ver­än­dert. Gleich­zei­tig wech­sel­ten die zu hal­ten­den Gegen­stän­de von the­ra­peu­ti­schen Mate­ria­li­en (u. a. Schaum­stoff­wür­fel in unter­schied­li­cher Stär­ke, ver­schie­de­ne Bäl­le) zu All­tags­ge­gen­stän­den (Bana­ne, Taschen­tuch­päck­chen, Man­da­ri­ne) (Abb. 3a u. b). Hier­zu sei erwähnt, dass das akti­ve Hal­ten von Gegen­stän­den aus nicht nach­ge­ben­dem Mate­ri­al und/oder bei zu gro­ßem Durch­mes­ser der zu grei­fen­den Gegen­stän­de (z. B. bei Fla­schen) stark erschwert bzw. über­haupt nicht mög­lich war. Ein mög­li­cher Grund dafür ist das ver­wen­de­te Mate­ri­al der Dau­men­auf­la­ge und der Fin­ger­auf­la­gen sowie das Öff­nungs­vo­lu­men der Hand an der „MyoPro“-Orthese. Die oben beschrie­be­ne Mecha­nik eines fest­ste­hen­den Dau­mens in Kom­bi­na­ti­on mit dem für die Auf­la­gen ver­wen­de­ten Mate­ri­al lässt nicht nach­ge­ben­de Gegen­stän­de – z. B. run­de Besteck­grif­fe oder Gegen­stän­de mit zu gro­ßem Durch­mes­ser, etwa einen Kera­mik­be­cher – aus der Hand glei­ten. Inso­fern war eine Aus­wahl pas­sen­der Gegen­stän­de wich­tig, um einen Nut­zen für die Pati­en­tin zu erzeugen.

Ell­bo­gen­trai­ning

Auf­bau­end auf und ergän­zend zu den erar­bei­te­ten Fähig­kei­ten in der Hand im Bereich des akti­ven Schlie­ßens wur­de im zwei­ten Schritt das akti­ve Beu­gen des Ell­bo­gens im Stand trai­niert. Wich­tig zu erwäh­nen ist, dass es sich auch hier­bei zunächst um ein iso­lier­tes Trai­ning handelte.

Kom­bi­na­ti­ons­trai­ning

Nach Fes­ti­gung die­ser iso­lier­ten Bewe­gun­gen wur­den Kom­bi­na­ti­ons­übun­gen erstellt. Dabei dien­ten Hal­te­funk­tio­nen der Hand bei gleich­zei­ti­ger Ell­bo­gen­beu­gung als Ein­stieg. Eine wei­te­re Stei­ge­rung bestand in einer Übung in Bewe­gung, z. B. im Tra­gen von Gegen­stän­den durch den Raum. Im wei­te­ren Ver­lauf wur­den sowohl uni- als auch bima­nu­el­le Auf­ga­ben wie z. B. das Tra­gen eines Tabletts oder das Schnei­den eines Lebens­mit­tels trainiert.

Das akti­ve Stre­cken des Ell­bo­gens und das akti­ve Öff­nen der Hand waren die letz­ten feh­len­den iso­lier­ten Bewe­gun­gen, die trai­niert wur­den. Die Zusam­men­füh­rung aller iso­lier­ten Bewe­gun­gen bedeu­te­te eine enor­me Anfor­de­rung an die Pati­en­tin (Abb. 4a–c).

Dis­kus­si­on

Um eine Mani­fes­ta­ti­on der Leis­tun­gen zu ermög­li­chen, ist zunächst eine Fes­ti­gung der iso­lier­ten Bewe­gun­gen unab­ding­bar. Die hier gewähl­te Vor­ge­hens­wei­se und der Auf­bau der The­ra­pie­in­hal­te waren indi­vi­du­ell an die vor­ge­stell­te Pati­en­tin, ihre spe­zi­el­len moto­ri­schen Fähig- und Fer­tig­kei­ten sowie an die Mög­lich­kei­ten eines selbst­stän­di­gen Trai­nings und des dar­aus resul­tie­ren­den Nut­zens ange­passt. In die­sem Fall wur­de anhand der Video­do­ku­men­ta­ti­on der ein­zel­nen Ein­hei­ten ein Abschluss­vi­deo über den gesam­ten Erpro­bungs­zeit­raum erstellt. Die­ses dien­te unter ande­rem als Beleg für den Kos­ten­trä­ger, um sowohl die Fort­schrit­te und das wei­te­re Poten­zi­al der Pati­en­tin zu visua­li­sie­ren als auch die Not­wen­dig­keit einer Geneh­mi­gung zu doku­men­tie­ren. Eine posi­ti­ve Rück­mel­dung sei­tens des Kos­ten­trä­gers für die inzwi­schen erfolg­te Indi­vi­du­al­ver­sor­gung gestat­tet es der Pati­en­tin jetzt, wei­ter zu trai­nie­ren und so eine wesent­li­che Ver­bes­se­rung ihrer Lebens­qua­li­tät im All­tag zu erreichen.

Limi­tie­run­gen

Für die eher zier­li­che Pati­en­tin sind sowohl die Optik als auch das Gewicht der Orthe­se ein­schrän­ken­de Fak­to­ren. Das Anle­gen der „MyoPro“-Orthese erfor­dert Übung und nimmt etwas Zeit (3 bis 5 Minu­ten in die­sem Bei­spiel; die Dau­er kor­re­liert mit den tages­form­ab­hän­gi­gen Tonus­ver­hält­nis­sen) in Anspruch, um einen opti­ma­len Sitz und eine gute Posi­tio­nie­rung der Sen­so­ren zu errei­chen. Das Anzie­hen ist nur mit einer Hilfs­per­son mög­lich. Zudem wer­den nur der Zei­ge­fin­ger und der Mit­tel­fin­ger in die Bewe­gung inte­griert; der fest­ste­hen­de Dau­men kann nur manu­ell in sei­ner Grund­po­si­ti­on ver­än­dert wer­den. Im the­ra­peu­ti­schen Set­ting erwies sich dies als hin­der­lich bezüg­lich der feh­len­den Fin­ger­auf­la­ge, was sich beim uni- und bima­nu­el­len Grei­fen von run­den Gegen­stän­den wie z. B. eines Kor­bes oder eines Tabletts zeig­te. Ein voll­stän­di­ges Umgrei­fen des Korb­hen­kels – was eine phy­sio­lo­gi­sche Umset­zung dar­stel­len wür­de – war nicht mög­lich. Wäh­rend der The­ra­pie wur­de gemein­sam mit dem anwe­sen­den Ehe­mann der Pati­en­tin eine indi­vi­du­el­le Lösung (in Form einer Fin­ger­auf­la­ge für alle Fin­ger) erar­bei­tet, die sich mit­tels 3D-Dru­cker zeit­nah rea­li­sie­ren ließ und anschlie­ßend an der Orthe­se befes­tigt wurde.

Eine wei­te­re Limi­tie­rung bestand dar­in, dass ein schnel­ler Wech­sel von zu grei­fen­den Gegen­stän­den (von grö­ße­ren auf klei­ne­re Gegen­stän­de) durch die erfor­der­li­che manu­el­le Umstel­lung des Dau­mens und den dar­aus resul­tie­ren­den erhöh­ten Zeit­auf­wand stark erschwert bzw. gar nicht mög­lich war. Auf die Limi­tie­run­gen bezüg­lich der Wahl der zu grei­fen­den Gegen­stän­de wur­de wei­ter oben bereits eingegangen.

Fazit

Wie gezeigt wur­de, ver­schafft die „MyoPro“-Orthese der vor­ge­stell­ten Pati­en­tin eine gute Mög­lich­keit, um ver­lo­ren­ge­gan­ge­ne Arm- und Hand­funk­tio­nen zumin­dest zum Teil wie­der aus­zu­glei­chen. Eine „Ver­schlan­kung“ und eine Gewichts­re­duk­ti­on der Orthe­se wären dabei sowohl aus the­ra­peu­ti­scher als auch aus opti­scher Sicht (sei­tens der Pati­en­tin) erstre­bens­wert. Aus the­ra­peu­ti­scher Sicht ist es zudem unab­ding­bar, dass eine aus­rei­chen­de Schul­ter­sta­bi­li­tät gege­ben ist, um zum einen das Gewicht der Orthe­se tra­gen und zum ande­ren auch Bewe­gun­gen gegen die Schwer­kraft trai­nie­ren zu kön­nen. Da es sich um eine Pro­be­orthe­se han­del­te, war die Pass­form wie beschrie­ben noch nicht opti­mal. Mit der inzwi­schen erfolg­ten Indi­vi­du­al­ver­sor­gung las­sen sich die in der The­ra­pie erar­bei­te­ten Fähig­kei­ten gut in All­tags­ak­ti­vi­tä­ten umset­zen, sodass für die Pati­en­tin eine deut­lich erhöh­te Selbst­stän­dig­keit im All­tag ent­stan­den ist.

Die Autorin:
Kath­rin Hano
Ergo­the­ra­peu­tin
Ambu­lan­ti­cum Herdecke
Lehar­weg 2
58313 Her­de­cke
kontakt@ambulanticum-herdecke.de

Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

Zita­ti­on
Hano K. Test­ver­sor­gung mit einer myo­elek­tri­schen Armor­the­se anhand eines Fall­bei­spiels. Orthop­dä­die Tech­nik, 2021; 72 (4): 36–39
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