Erforschung einer nicht-invasiven neuromodulativen Methode zur Mobilitätsverbesserung in Paraplegikern

01.05.2008 - 31.05.2011
Forschungsförderungsprojekt
Eine Rückenmarksverletzung kann zum völligen oder teilweisen Ausfall der absteigenden Bahnen von den motorischen Zentren des Gehirns zum lumbalen Rückenmark führen. Die Folge ist der Verlust der willkürlichen Bewegung der Beine und somit der Fähigkeit zu stehen oder zu gehen. Unabhängig von der Verletzung existieren im Lumbalmark weiterhin Lokomotionszentren mit der inhärenten Fähigkeit, Schreitbewegungen zu koordinieren. Unter der Leitung von Prof. Milan R. Dimitrijevic konnte unsere Wiener Kooperation von Mathematikern, Neurologen und Physikalischen Medizinern den Nachweis erbringen, dass die Stimulation des Lumbalmarks mit implantierten rückenmarksnahen Elektroden unwillkürliche funktionelle Beinbewegungen in komplett querschnittsgelähmten Personen auslösen kann. Im Speziellen konnten wir zeigen, dass die Lokomotionszentren im menschlichen Lumbalmark auf eine unspezifische Stimulation mit der Generierung sowohl von schreitähnlichen Bewegungen als auch von Streckbewegungen der Beine reagieren. Jedoch limitiert die invasive Methodik der rückenmarksnahen Stimulation die breite Anwendung in der Rehabilitation. Kürzlich gelang unserer Gruppe die Entwicklung einer neuartigen Methode der Rückenmarkstimulation mittels herkömmlichen Oberflächenelektroden und Stimulatoren, welche auch in der Physikalischen Medizin routinemäßig eingesetzt werden. Basierend auf unseren wissenschaftlichen Forschungsergebnissen und der persönlichen Einbindung von Prof. Dimitrijevic im Zuge des ¿Translational Brainpower¿-Programms planen wir die Weiterentwicklung unserer nicht-invasiven Stimulationstechnik in Richtung einer neuromodulativen Methode zur Verbesserung von Steh- und Lokomotionsfähigkeit in Paraplegikern. Bei unserer interdisziplinären Kooperation werden neurophysiologische Methoden und Computersimulationen zur Anwendung kommen. Dieser Zugang hat sich in den letzten sieben Jahren unserer Forschungstätigkeit bewährt, um wissenschaftliche Erkenntnisse zu erzielen und gleichzeitig den involvierten Patienten therapeutischen Nutzen zu bringen. Eine derzeit anerkannte Methode für die Verbesserung der Gehfähigkeit in Querschnittsgelähmten ist die Lokomotionstherapie am Laufband. Jedoch wird eine Verbesserung nicht routinemäßig erzielt. Um die Rehabilitationsmöglichkeit der Lokomotion weiter zu steigern kann ein klinisches System zur Rückenmarkstimulation basierend auf unserer einfach applizierbaren Oberflächenelektroden-Technologie zu einem wesentlichen Hilfsmittel für das Wiedererlernen von Stehen und Gehen werden.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungsmittel

  • Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Computational Science and Engineering
  • Außerhalb der TUW-Forschungsschwerpunkte

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Rückenmarkverletzungspinal cord injury
Bewegunglocomotion
Oberflächenstimulationtranscutaneous spinal cord stimulation
Computersimulationcomputer simulation
Finite Element Methodefinite element method