Besonders anspruchsvoll werden Gefälle, Treppen und unebene Wege, wenn die kniestreckende Muskulatur nicht genügend Kraft aufbringen kann. Moderne Ganzbeinorthesen sollen das betroffene Bein nicht nur stabilisieren, sondern Bewegungsabläufe gezielt unterstützen.
Mikroprozessorgesteuerte Systeme gehen dabei über die Funktion klassischer gesperrter Orthesen hinaus. Sensoren erfassen die jeweilige Bewegung, während eine elektronische Steuerung den Widerstand im Kniegelenk situationsabhängig anpasst. Ein Beispiel für diese Versorgung ist das cbrace, das als individuell angefertigte Ganzbeinorthese mit einem computergesteuerten Kniegelenksystem eingesetzt wird.
Warum verminderte Kniekontrolle das Gehen verändert
Beim normalen Gang übernimmt das Knie mehrere Aufgaben gleichzeitig. Während der Standphase muss es ausreichend stabil sein, damit das Körpergewicht sicher über das Bein geführt werden kann. In anderen Momenten muss es sich kontrolliert beugen, damit ein flüssiger Schritt möglich ist.
Ist die kniestreckende Muskulatur nur eingeschränkt oder gar nicht aktiv, verändert sich dieser Ablauf. Ursachen können unter anderem neurologische Erkrankungen oder Schädigungen von Nervenstrukturen sein. Bei einer inkompletten Querschnittslähmung kann beispielsweise eine Situation entstehen, in der noch Bewegungsfunktionen vorhanden sind, die aktive Sicherung des Knies jedoch nicht ausreicht.
Typische Auswirkungen können sein:
- Unsicherheit beim Belasten des betroffenen Beins
- Risiko eines unkontrollierten Einknickens im Knie
- Schwierigkeiten auf Rampen und Gefällstrecken
- eingeschränktes Gehen auf unebenem Untergrund
- Probleme beim kontrollierten Hinsetzen oder Treppenabwärtsgehen
Die entscheidende Aufgabe einer Orthesenversorgung besteht deshalb nicht allein darin, Bewegung zu begrenzen, sondern Stabilität und mögliche Beweglichkeit sinnvoll miteinander zu verbinden.
Klassische und mikroprozessorgesteuerte Orthesen im Vergleich
Bei einer traditionellen gesperrten Ganzbeinorthese wird das Kniegelenk für bestimmte Gangabschnitte mechanisch stabilisiert. Das kann Sicherheit schaffen, bedeutet aber häufig, dass Bewegungen über Hüfte, Becken oder das nicht betroffene Bein kompensiert werden müssen.
Eine mikroprozessorgesteuerte Ganzbeinorthese verfolgt einen anderen Ansatz. Ihre Sensorik erkennt Veränderungen innerhalb des Bewegungsablaufs und steuert das Kniegelenk entsprechend.
| Merkmal | Klassische gesperrte Orthese | Mikroprozessorgesteuertes System |
|---|---|---|
| Kniekontrolle | überwiegend mechanisch | elektronisch geregelt |
| Standphase | hohe Stabilisierung | situationsabhängige Stabilisierung |
| Schwungphase | je nach Bauart eingeschränkt | kontrollierte Bewegungsfreigabe |
| Gefälle | oft mit Ausweichbewegungen | kontrollierte Kniebeugung möglich |
| Anpassung an Ganggeschwindigkeit | begrenzt | laufende sensorbasierte Anpassung |
Der Unterschied wird besonders deutlich, wenn das Knie unter Belastung gebeugt werden muss. Genau dieser Vorgang spielt beispielsweise beim Hinsetzen, beim Abwärtsgehen auf einer Rampe oder beim Treppenabstieg eine zentrale Rolle.
„Sowohl die Schwung- als auch die Standphase des Gehens werden durch die Orthese kontrolliert.“ So beschreibt Ottobock die Funktionsweise des C-Brace.
Wie eine computergesteuerte Knieorthese arbeitet
Das Kniegelenk eines mikroprozessorgesteuerten Systems arbeitet mit Sensoren, elektronischer Datenverarbeitung und einem hydraulisch geregelten Widerstand. Beim C-Brace erfasst die Sensorik laut Hersteller Bewegungsinformationen 100-mal pro Sekunde. Der Mikroprozessor nutzt diese Daten, um die benötigte Unterstützung während des Gangzyklus anzupassen.
Die Steuerung lässt sich vereinfacht in drei Schritte gliedern:
- Sensoren erfassen Position und Bewegung des Beins.
- Der Mikroprozessor wertet die Daten in Echtzeit aus.
- Das Gelenksystem verändert den Widerstand passend zur aktuellen Bewegungssituation.
Dadurch kann sich die computergesteuerte Knieorthese an unterschiedliche Ganggeschwindigkeiten und Bewegungsphasen anpassen. Beim Auftreten soll das Knie ausreichend gesichert werden, während für die Schwungphase ein anderer Widerstand erforderlich ist.
Die elektronische Regelung ersetzt dabei nicht die individuelle orthopädietechnische Anpassung, sondern arbeitet auf ihrer Grundlage.
Kontrolle in Stand- und Schwungphase
Die Standphase beginnt, sobald der Fuß belastet wird. Hier muss das System verhindern, dass das Knie unkontrolliert einknickt. Gleichzeitig kann eine kontrollierte Beugung erwünscht sein, beispielsweise beim Hinuntergehen einer Schräge.
Während der Schwungphase wird das Bein nach vorn geführt. Ein dauerhaft gesperrtes Knie würde diese Bewegung erschweren. Eine mikroprozessorgesteuerte Lösung kann den Widerstand so verändern, dass das Knie für die Bewegung freigegeben und anschließend wieder auf den nächsten Bodenkontakt vorbereitet wird.
Die Kombination aus Stand- und Schwungphasenkontrolle wird als SSCO, „Stance and Swing Phase Control Orthosis“, bezeichnet.
Welche Alltagssituationen besonders anspruchsvoll sind
Ebener Boden mit gleichmäßiger Geschwindigkeit stellt andere Anforderungen als ein Bordstein, eine Rampe oder eine Treppe. Gerade solche Übergänge zeigen, weshalb eine dynamische Kniekontrolle für bestimmte Nutzer relevant sein kann.
Bei geeigneten körperlichen Voraussetzungen kann eine Knieorthese bei Lähmung unter anderem folgende Bewegungen unterstützen:
- kontrolliertes Gehen auf wechselnden Untergründen
- Beugen des Knies beim Hinsetzen
- Bewältigen von Gefällstrecken und Rampen
- Treppenabwärtsgehen im Wechselschritt
- Anpassung an unterschiedliche Gehgeschwindigkeiten
Eine brace orthese wie das C-Brace wird individuell gefertigt und auf die anatomischen sowie funktionellen Voraussetzungen der jeweiligen Person abgestimmt. Die Versorgung umfasst deshalb deutlich mehr als die Auswahl eines technischen Kniegelenks.
Ob ein solches System tatsächlich geeignet ist, hängt unter anderem von Muskelstatus, Beweglichkeit, neurologischem Befund und den individuellen Alltagszielen ab.
Individuelle Anpassung entscheidet über die Versorgung
Bei einer Ganzbeinorthese greifen mehrere Bauteile ineinander. Oberschenkel- und Unterschenkelschalen müssen korrekt sitzen, das Kniegelenk muss biomechanisch passend positioniert sein und gegebenenfalls wird die Konstruktion mit einer Fußkomponente oder einem Sprunggelenk kombiniert.
Eine Versorgung mit C-Brace Orthese beginnt daher typischerweise mit einer Eignungsprüfung und einer praktischen Testphase. Dabei zeigt sich, ob die vorhandenen körperlichen Funktionen ausreichen, um das System sinnvoll zu nutzen.
Zu einer strukturierten Versorgung können anschließend gehören:
- orthopädietechnische und funktionelle Beurteilung
- Erprobung mit einer Testorthese
- Vermessung des Beins
- individuelle Fertigung der Orthese
- Einstellung des mikroprozessorgesteuerten Kniegelenks
- Geh- und Alltagstraining
Bei rahm erfolgt die Vermessung nach einer positiven Testphase laut eigener Beschreibung kontaktlos mit einem 3D-Scanner. Anschließend wird die Ganzbeinorthese individuell angefertigt und das Gelenksystem auf die Anforderungen der Person programmiert.
Training gehört zur technischen Versorgung
Selbst eine präzise eingestellte Orthese verändert Bewegungsmuster nicht automatisch. Der Umgang mit einem elektronisch gesteuerten Kniegelenk muss gelernt werden, insbesondere wenn zuvor über längere Zeit Ausweichbewegungen oder eine gesperrte Orthese genutzt wurden.
Das Training kann deshalb typische Alltagssituationen schrittweise einbeziehen. Dazu gehören das sichere Belasten des Beins, unterschiedliche Gehgeschwindigkeiten, Rampen, Treppen und das kontrollierte Hinsetzen. Auch das richtige Anlegen sowie der Umgang mit Einstellungen und Betriebsmodi gehören zur praktischen Nutzung.
„Das C-Brace passt sich den verschiedenen Situationen an“, beschreibt Ottobock die kontinuierliche Regelung des Systems.
Ein weiterer Bestandteil kann die Nutzung zusätzlicher Modi sein. Beim C-Brace stehen abhängig von der Konfiguration spezielle Einstellungen beispielsweise für das Fahrradfahren zur Verfügung. Solche Funktionen ergänzen die Grundversorgung, ersetzen aber weder die korrekte Anpassung noch das Training.
Für wen kommt eine mikroprozessorgesteuerte Ganzbeinorthese infrage?
Eine Orthese bei verminderter Kniekontrolle kann für Menschen relevant sein, deren kniestreckende Muskulatur nicht ausreichend aktiv ist, die aber bestimmte funktionelle Voraussetzungen für das Gehen mit einer Orthese erfüllen. Als mögliche Indikationen nennt der Hersteller unter anderem neurologisch bedingte Einschränkungen der unteren Extremität sowie bestimmte Formen der inkompletten Querschnittslähmung.
Nicht jede Knieinstabilität erfordert jedoch ein mikroprozessorgesteuertes System. Je nach Ursache und Funktionsniveau können einfachere Knie-, Unterschenkel- oder Ganzbeinorthesen ausreichend sein. Entscheidend ist nicht die technische Komplexität, sondern ob das Hilfsmittel zur vorhandenen Funktion und zum tatsächlichen Alltag passt.
Häufige Fragen zur mikroprozessorgesteuerten Ganzbeinorthese
Was unterscheidet eine mikroprozessorgesteuerte Orthese von einer gesperrten Orthese?
Eine gesperrte Orthese stabilisiert das Knie überwiegend mechanisch. Mikroprozessorgesteuerte Systeme erfassen Bewegungen über Sensoren und können den Widerstand des Kniegelenks abhängig von Standphase, Schwungphase und Bewegungssituation regulieren.
Kann eine solche Orthese ein Einknicken des Knies verhindern?
Das System ist darauf ausgelegt, das Knie während belasteter Gangphasen zu stabilisieren. Wie viel Sicherheit im individuellen Fall erreicht werden kann, hängt von der korrekten Versorgung, den körperlichen Voraussetzungen und dem Training ab.
Ist Treppensteigen mit einer Ganzbeinorthese möglich?
Bei geeigneten Voraussetzungen können mikroprozessorgesteuerte Systeme insbesondere das kontrollierte Treppenabwärtsgehen unterstützen. Welche Bewegungen tatsächlich möglich sind, wird während der Erprobung und Anpassung beurteilt.
Wird die Orthese individuell angefertigt?
Bei Systemen wie C-Brace werden wesentliche Komponenten der Ganzbeinorthese an Anatomie und funktionelle Anforderungen angepasst. Auch die elektronische Knieeinheit erhält individuelle Einstellungen.
Warum ist eine Testversorgung sinnvoll?
Eine Testversorgung zeigt unter realistischen Bedingungen, ob die verfügbare Muskelkraft, Beweglichkeit und Kontrolle für das System ausreichen und welchen funktionellen Nutzen die Orthese im Alltag bieten kann.
