KiTS - Kindgerechtes Therapiegerät und Simulationsplattform für die Skoliosebehandlung

Herausforderung

Bis zu 80 % aller Kinder in Deutschland haben eine Haltungsschwäche, die sich im Laufe der Pubertät zu einer Skoliose entwickeln kann und deren aufwändige und teils schmerzhafte Therapie die betroffenen Kinder und Jugendlichen stark belastet. 

Die Skoliosebehandlung beinhaltet eine Vielzahl unterschiedlicher Maßnahmen, die nach dem Schweregrad der Krankheit ausgewählt werden. Bei geringem Haltungsschaden kann der Patient durch aktive Therapien, wie bspw. eine angepasste Krankengymnastik und eine Haltungs- und Verhaltensschulung, die Aufrichtung seiner Wirbelsäule trainieren. Passive Unterstützungsformen, wie z. B. die Korsettbehandlung, sind notwendig, wenn die Skoliose schon weiter fortgeschritten ist.

Lösung

In Ländern wie Polen und Spanien hat sich die geräteunterstützte FED-Methode (Fixation, Elongation, Derotation) aufgrund guter Behandlungsergebnisse etabliert. Hierbei wird die skoliotische Wirbelsäulenverkrümmung durch intervallartige Druck- und Entlastungsphasen korrigiert. Der Patient nimmt die erzielte Aufrichtung bewusst wahr und soll sie in den Druckpausen selbstständig halten. Damit ist die Therapie eine Kombination aus passiver und aktiver Behandlung und verkürzt insgesamt die Dauer konservativer Therapiemethoden.

Ingenieure der TU Dresden und des Fraunhofer IWU haben das System verbessert und dabei Erfahrungen der Therapeuten und Patienten berücksichtigt. Darüber hinaus wurden verschiedene technische Lösungen entwickelt.

Die gerätegestützte Skoliosetherapie mit FED, auf der das Gerätekonzept aufbaut, basiert auf der Mobilisierung der Wirbel, der Stimulation des Knochenwachstums, der Muskelkräftigung und der Verbesserung der sensomotorischen Kontrolle. Herzstück des Gerätes ist ein integriertes multisensorisches Feedbacksystem, das auf die Bewegungen des Patienten reagiert. Dadurch werden sowohl die kognitiven als auch die sensomotorischen Fähigkeiten während der Behandlung optimal angesprochen. Letztendlich führt die Summe der Verbesserungen dazu, dass die Patienten bei einem geringeren Trainingsaufwand und gleichzeitiger Stärkung der Langzeitmotivation schneller lernen, ihre Körperhaltung zu korrigieren und diese auch im Alltag anzunehmen. Dieses Gerätekonzept erhielt im Jahr 2018 den Otto-von-Guericke-Preis der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF). 

Das Konzept wurde inzwischen durch einen modularen Ansatz erweitert, mit dem sich anwendungsspezifische Gerätekonfigurationen zusammenstellen lassen. Die Entwicklungskosten für neue Therapieanwendungen können damit deutlich gesenkt werden. Integriert sind jetzt ein patientenindividueller Therapieansatz und Sensoren für die Therapiekontrolle, um die jungen Patienten spielerisch zum Mitmachen zu motivieren. Neben der Skoliosebehandlung nach der FED-Therapie wurde als Gerätekonfiguration auch die Korsettsimulation betrachtet. Ziel dieser Simulation ist die physische Nachstellung der Belastungssituation für die Skoliosekorrektur, um nach digitaler Abformung ein passendes Korsett, z. B. durch 3D-Druckverfahren, herstellen zu können.

Mit KiTS existiert ein neuartiges multifunktionales therapeutisch-diagnostisches System, mit dem die Skoliosebehandlung nach der FED-Methode auch auf deutschsprachigem Gebiet angewendet werden kann. Das ursprüngliche FED-Gerät ist in Designstudien erweitert worden und ermöglicht durch die Verwendung eines Baukastensystems darüber hinaus eine Nutzung als Simulations- und Messplattform zur Neuanpassung von Skoliose-Korsetten.