Mit dem Therapiesystem des ETH-Spin-offs «YouRehab» kommt die Ergotherapie im digitalen Zeitalter an: Zwei mit Sensoren bestückte Handschuhe, ein Bildschirm mit aufgesetzter Infrarotkamera und Computerspielen sollen Schlaganfall-Patienten eine effektive Ergänzung zu herkömmlichen Therapien bieten. Alleine in der Schweiz werden jährlich 12'000 bis 14'000 Menschen von einem Schlaganfall getroffen. Viele Überlebende leiden danach an einer Lähmung; meist einseitig im Gesicht, am Arm, der Hand oder am Bein. In der Ergotherapie müssen sie ihre motorischen Fähigkeiten von neuem erlernen, zum Beispiel durch Hantieren mit verschieden geformten Holzkörpern, die in passende Löcher gesteckt werden.

Spiegelneuronen machens möglich

YouRehabs Rehabilitationssystem basiert auf einer Beobachtung aus den 90er-Jahren: Italienische Forscher haben bei Experimenten mit Affen herausgefunden, dass die Gehirnareale, die für die Steuerung von Extremitäten verantwortlich sind, auch durch Beobachtung von Bewegungen bei anderen oder durch Filmaufnahmen aktiviert werden. Verantwortlich dafür sind sogenannte Spiegelneuronen. Das sind Nervenzellen im Gehirn, die bei der Betrachtung von Vorgängen ähnliche Reize auslösen, wie beim eigenen Handeln.

YouRehab macht sich das wie folgt zunutze: Über die Sensoren an den Handschuhen können Patienten zwei virtuelle Arme auf dem Bildschirm steuern und damit unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Zum Beispiel Karotten greifen, diese in Körbe ablegen und gleichzeitig hungrige Hasen durch Faustschläge abwehren. Kann ein Patient die vom Spiel geforderten Bewegungen nur eingeschränkt durchführen, wird das Spiel so eingestellt, dass die Bewegungen mit den Handschuhen auf dem Bildschirm wesentlich verstärkt erscheinen. Bei Patienten, die auf einer Körperseite vollständig gelähmt sind, kann man die beiden Bildschirmhände auch alleine über die gesunde Hand steuern. Obwohl die Hand nicht bewegt wird, sollten die Spiegelneuronen gemäss Theorie dafür sorgen, dass auch die lahme Hand motorisch dazulernt.

Längere Trainings und grössere Fortschritte

Mehrere von YouRehabs Therapiesystemen sind bereits in Kliniken in Betrieb; mehr als 40 Probanden haben das System bis heute benutzt. Die ersten Studien in Zusammenarbeit mit dem Kinderspital Zürich und der Reha Rheinfelden sind vielversprechend: Patienten zum Beispiel, die während einem Monat drei- bis fünfmal wöchentlich 45 Minuten spielten, zeigten Fortschritte, nachdem die herkömmlichen Therapieformen seit Jahren zu keinen Verbesserungen mehr führten.

Das Computertraining hat noch einen weiteren gewichtigen Vorteil: «Viele Probanden waren nach der Studie motiviert, die Therapie weiterzuführen. Dies ist bei herkömmlichen Methoden oft anders», sagt Oliver Ullmann, CEO des Unternehmens. Während dem Computerspiel würden die Patienten nämlich oft vergessen, dass sie harte Therapiearbeit leisten. Das wiederum führt dazu, dass die Trainingsintensität während einer Therapieeinheit durchschnittlich dreimal höher ist.

Kommt doch plötzlich Langeweile auf, weil das Spiel zu wenig herausfordernd ist, wird der Schwierigkeitsgrad des Spiels heraufgesetzt. Auch die Therapeuten profitieren: Laut Ullmann müssen sie ihre Patienten während der Übung weniger betreuen oder motivieren und erhalten vom Computer am Ende einer Übungsrunde eine detaillierte Auswertung zu Fortschritten und Defiziten.

Marktvorteil dank grösserer Bewegungsfreiheit

Der Ansatz von YouRehab ist nicht komplett neu. Es gibt bereits mehrere Anbieter von computerunterstützten Rehabilitationsmethoden. «Mit 18 Freiheitsgraden kann unser System aber soviel reale Bewegungen virtuell darstellen, wie zurzeit kein anderes», erklärt Kynan Eng, der für die Entwicklung bei YouRehab zuständig ist. Mit Freiheitsgraden beschreiben Techniker die Anzahl sowie die Art der möglichen Bewegungen eines Gelenks.

Eng ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Neuroinformatik der ETH Zürich und hat die Software zusammen mit seiner Forschungsgruppe entwickelt. Diese betreibt bis heute Forschung, die teilweise von YouRehab lizensiert wird. Für beide Seiten ein Gewinn, ist Eng überzeugt, würden doch der Forschungsarbeit regelmässig auch wissenschaftliche Publikationen entspringen.

Längerfristig möchten Ullmann und Eng chronischen Schlaganfall-Patienten eine Heimversion ihres Therapiesystems anbieten. Meist bezahlen die Krankenkassen nämlich nur die anfänglichen Therapiekosten. Nach maximal zwei oder drei Jahren sind die Patienten auf sich selbst gestellt. «Mit unserer Software könnten sie zuhause weiter trainieren - im besten Fall aus purer Freude am Spiel», hofft Ullmann.

Ein zweites Produkt der Jungunternehmer befindet sich noch im Prototypenstadium und wird zurzeit an der Klinik Balgrist getestet. Damit sollen künftig auch Beinlähmungen therapiert werden; unter anderem durch die Simulation von Fussballspielen. Das soll insbesondere auch querschnittgelähmten Patienten zugutekommen. Erste erfolgversprechende Ergebnisse gibt es bereits bei der Therapie von Bewegungsstörungen und -schmerzen infolge von Schädigungen des Nervensystems nach Lähmungen.

Ein «zeitintensives Hobby» 

YouRehab hat in der Jungunternehmer-Szene im letzten Jahr bereits mehrere Preise erhalten. Trotzdem freuen sich Ullmann und Eng besonders über den am Dienstag Abend verliehenen ZKB-Pionierpreis. Mehr als andere Preise enthalte dieser auch eine Anerkennung der sozialen Komponente ihres Produkts. Neben der Anerkennung können die Unternehmer aber auch die 98'696 Franken Preisgeld bestens gebrauchen. Damit rückt die Vision näher, ein «zeitintensives Hobby», wie Eng die bisherige Aufbauarbeit von YouRehab nennt, in einen zeitintensiven Beruf zu verwandeln.