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Schlaganfalltherapie durch Neurofeedback aus Oberösterreich © g.tec medical engineering GmbH
Schlaganfalltherapie durch Neurofeedback aus Oberösterreich © g.tec medical engineering GmbH

Kooperationsmeldung

Schlaganfalltherapie zwischen Körper und Computer

05.03.2018

Diese Meldung ist Teil einer Medienkooperation mit dem Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort (BMDW)

Herkömmliche Therapiemethoden sind bei einem Schlaganfall meist langwierig und oft nicht von Erfolg gekrönt. Das oberösterreichische Unternehmen g.tec medical engineering GmbH hat mit der Gehirn-Computer-Schnittstelle "recoveriX" eine neuartige Schlaganfalltherapie zur motorischen Rehabilitation von Schlaganfallpatienten entwickelt und wurde dafür für den diesjährigen Staatspreis Innovation nominiert.

Laut Weltförderation für Neurologie (WFN) erleiden pro Stunde rund 2.000 Menschen weltweit einen Schlaganfall. Die Folgen sind vielfältig. Neben Auswirkungen auf die Psyche kommt es aufgrund einer Beschädigung des Motorcortex, also des für Bewegungen zuständigen Bereichs der Hirnrinde, vor allem zu körperlichen Einschränkungen aufgrund einer Lähmung oder mangelnder Koordinationsfähigkeit.

Auswertung von Gehirnaktivitäten in Echtzeit

Das Brain-Computer-Interface (BCI) recoveriX ist eine Schnittstelle zwischen Gehirn, Körper und Computer, das nach einem Schlaganfall in Echtzeit Gehirnaktivitäten von Hand oder Fuß auswertet. "Die Gehirnströme des Patienten werden analysiert und steuern einen Rechner", erklärte Geschäftsführer Christoph Guger im Gespräch mit APA-Science die Funktionsweise von BCI. Die Therapie funktioniert in drei Schritten: gedankliche Bewegungsvorstellungen, visuelles sowie haptisches Feedback.

Der Patient, dessen Gehirnströme mit Hilfe einer Elektrodenhaube analysiert werden, sitzt hierfür vor einem Bildschirm. Er bekommt die Aufgabe, sich eine Bewegung der Arme oder Beine vorzustellen. Diese Vorstellung aktiviert die relevanten Gehirnareale und wird an den Computer weitergeleitet. Schon während der Patient sich in Gedanken eine Bewegung vorstellt, wird diese in Echtzeit von einem Avatar auf dem Bildschirm durchgeführt.

Auch Muskeln werden stimuliert

Neben diesem visuellen Feedback kommt es zusätzlich noch zu einer elektrischen Stimulation der Muskeln, dem haptischen Feedback. Hierfür werden Elektroden auf die betreffende Muskelgruppe platziert. Wenn das System eine Bewegungsvorstellung wahrnimmt, wird zusätzlich zu der visuellen Darstellung durch den Avatar eine elektrische Muskelstimulation als Feedback gegeben.

Ähnlich wie bei einem Herzschrittmacher werden jene Muskeln elektrisch angeregt, die aufgrund des beschädigten Motorcortexes vom Patienten nicht mehr oder nur eingeschränkt aktiviert werden können. Das Gehirn soll so neue Wege lernen, Alltagsaktivitäten durchzuführen. Neben einer Verbesserung der motorischen Fähigkeiten werden die Muskeln mit Nervenreizen versorgt. Das kann Schmerzlinderung bewirken und Durchblutung sowie Muskelaufbau anregen. Grob- und Feinmotorik und auch die Oberflächensensibilisierung wird trainiert.

Erst die Arme, dann die Beine

recoveriX kann in klinischen Einrichtungen, Neurorehabilitations- und Therapiezentren oder in Physiotherapieeinrichtungen, die sich auf Schlaganfallrehabilitation spezialisiert haben, installiert werden. Physio- sowie Ergotherapeuten können die Technologie für 30.000 Euro erwerben und in ihre Praxis integrieren. Pro Patient sind 25 Therapieeinheiten à 45 Minuten vorgesehen.

"Die Idee für recoveriX entstand 2013 während eines EU-Projektes zum Thema Computer-Interfaces für Schlaganfalltherapie, an dem wir gemeinsam mit zehn anderen europäischen Partnern beteiligt waren", so Guger. Daraus wurde die Idee für das Schlaganfallsystem geboren. Knapp drei Millionen Euro hat die Entwicklung das Unternehmen bisher gekostet, die Technologie wurde mittlerweile in über 60 Länder verkauft. Trotzdem: "Die Entwicklung wird noch weitergehen. Da gibt es verschiedene Zertifizierungen und Ausbaustufen. Momentan behandeln wir mit recoveriX nur die oberen Extremitäten, aber schon nächstes Jahr wird es dann um die Beine gehen, und 2020 um Sprache."

Bewusst gewusst

Bereits 2001 war g.tec für den Staatspreis Innovation nominiert. "Da ging es aber allgemein um unsere Forschung zu BCI", erläuterte Guger. Das auf Neurotechnologie spezialisierte Unternehmen gibt etwa 20 Prozent seines Umsatzes für Forschung aus. Neben recoveriX sind mindBEAGLE, eine ebenfalls auf BCI basierende Technologie für eine schnelle und einfache Beurteilung von Patienten mit Bewusstseinstörungen, und cortiQ, eine Hirnkartierung, die Neurochirurgen und Neurologen vor oder während Hirnoperationen unterstützt, g.tecs größte Erfolge. Guger Technologies beschäftigt 40 Mitarbeiter in Schiedlberg und Graz, außerdem sechs in Barcelona sowie vier in New York.

Service: Diese Meldung ist Teil einer Serie zum Staatspreis Innovation, bei der APA-Science bis zur Preisverleihung am 22. März allwöchentlich eines der sechs nominierten Projekte vorstellt:
http://science.apa.at/kooperation/Staatspreis

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