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Rehabilitation nach Schlaganfall durch Elektrostimulation

Trotz abnehmender Mortalitätsrate war im Jahr 2013 der Schlaganfall die zweithäufigste Todesursache und ist, trotz zahlreicher multimodaler Therapieansätze, der dritthäufigste Grund für eine erworbene dauerhafte Invalidität und Pflegebedürftigkeit im Erwachsenenalter weltweit. In Deutschland ereignen sich jährlich etwa 200 000 erstmalige und 65 000 wiederholte Schlaganfälle.

Auf Grundlage von Daten des Erlanger Schlaganfallregisters ist davon auszugehen, dass die Überlebensrate 28 Tage nach dem Schlaganfall bei 78% liegt. Bei den Überlebenden ist nicht von einer vollständigen Erholung der Motorik auszugehen. Zum Beispiel zeigt eine prospektive Kohortenstudie, dass 6 Monate nach Schlaganfall bei etwa 38% der Patienten eine Verbesserung der motorischen Funktionen des Armes zu verzeichnen war, wobei jedoch nur 11,6% die volle Funktionsfähigkeit der Hand wiedererlangten. Aus dieser Konstellation ergibt sich ein dringender Bedarf an neuen rehabilitativen Maßnahmen, deren Wirksamkeit idealerweise durch randomisierte kontrollierte Studien bewiesen werden sollte.

Eine lerntheoretisch vielversprechende Therapie ist die Anwendung einer Gehirn–Computer-Schnittstelle (engl., BCI: brain-computer interface) zur motorischen Rehabilitation nach einem Schlaganfall. Das BCI klassifiziert anhand der neuronalen Aktivität eine Bewegungsintention oder den Ruhezustand und übersetzt dabei die neuronale Aktivität (üblicherweise aus einem EEG) in ein Steuerungssignal für externe Geräte. In den letzten Jahren wurde dieser neue Ansatz in zahlreichen Studien untersucht. Es wird angenommen, dass die zeitliche Kopplung von Bewegungsversuch und durch FES vermitteltes visuelles und propriozeptives Feedback neuronale Plastizität fördert und motorische Rehabilitation begünstigt.

Diese systematische Literaturübersicht beschäftigt sich mit BCIs zur Steuerung funktioneller Elektrostimulation (FES) mit dem Ziel einer zeitlich optimierten realitätsnahen Rückmeldung des Bewegungsversuchs, dekodiert aus dem EEG, an die gelähmte Gliedmaße zur Verbesserung der motorischen Rehabilitation nach Schlaganfall. Ziel ist es, einen Überblick über BCI-FES und deren theoretische Grundlagen zu geben und eine systematische Übersicht über die bisherigen randomisierten kontrollierten BCI Studien zu bieten, in denen Hirnsignale mittels EEG aufgezeichnet und direkt zu Feedback verarbeitet wurden um FES zu steuern.

Die Verwendung des EEGs als Steuerungssignal bietet den Vorteil, dass das EEG bereits breite klinische Anwendung findet, und damit in vielen Rehakliniken verfügbar, sowie kostengünstig und nicht invasiv ist. Neben FES bestehen weitere Möglichkeiten, eine Bewegung auszulösen, z. B. durch robotergestützte Technologien. Mit FES gibt es eine bereits etablierte Rehabilitationstherapie, die eine aktive Beweglichkeit unterstützt, selbst wenn anfangs eine Plegie besteht.

Neuroplastizität und Rehabilitation nach Schlaganfall

Dem Verlust motorischer Funktionen nach Schlaganfall kann durch zwei Mechanismen entgegengewirkt werden: einerseits durch motorische Erholung, der zur nahezu selben motorischen Funktion führt, wie sie vor dem Schlaganfall vorhanden war, andererseits durch Kompensation, wobei eine alternative Bewegung durchgeführt wird. Die Grundlage motorischer Rehabilitation nach Schlaganfall liegt in der neuronalen Plastizität. Der Begriff „Plastizität“ beschreibt im Allgemeinen die Fähigkeit des Gehirns, sich an veränderte Umgebungsbedingungen anzupassen. Wie Studien am Tiermodell und auch bildgebende Studien am Menschen belegen, unterläuft das vom Schlaganfall betroffene Gehirn sowohl innerhalb der Läsion als auch im unmittelbar periläsional liegenden Hirngewebe eine strukturelle und funktionelle Reorganisation, welche sich über beide Hemisphären erstreckt. Zu differenzieren ist die unmittelbar nach dem Insult einsetzende, sogenannte läsionsinduzierte Plastizität von der durch Rehabilitation und Training hervorgerufenen trainingsinduzierten Plastizität, welche auch im gesunden Gehirn bei Lernprozessen auftritt. Ziel der Neurorehabilitation ist es vorwiegend, trainingsinduzierte Plastizität durch geeignete Therapien zugunsten einer möglichst vollständigen Wiederherstellung motorischer Funktionen zu beeinflussen.

Lesen Sie hier den ganzen Beitrag: Rehabilitation nach Schlaganfall: Durch Gehirn-Computer-Schnittstelle vermittelte funktionelle Elektrostimulation
aus der Zeitschrift Klinische Neurophysiologie 03/2020

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Quelle

Klinische Neurophysiologie
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