Forscher von Fraunhofer FIRST in Berlin entwickeln eine interaktive Trainingsumgebung, die die korrekte Ausführung von Reha-Programmen zuhause unterstützt. Präsentation auf der Medica, Halle 10, Stand F05.

Rehabilitationsprogramme, die z. B. nach einem Schlaganfall, die motorischen Fähigkeiten trainieren und wiederherstellen sollen, sind oft langwierig und können nur zum Teil in der Klinik oder einem Reha-Zentrum durchgeführt werden. Zumeist müssen die Patienten die Übungen nach der Entlassung zuhause selbständig fortführen, um die gewünschten Resultate zu erreichen. Die korrekte Ausführung der Bewegungen ist für den nachhaltigen Heilungsfortschritt unerlässlich. Sie kann jedoch ohne therapeutischen Beistand von den Patienten nur schwer kontrolliert werden. Hier wollen die Forscher des Fraunhofer FIRST Abhilfe schaffen.

Sie  entwickeln eine interaktive, multimediale Trainingsumgebung, die den Patienten bei der korrekten Ausführung der Bewegungen unterstützt. Dazu sitzt der Patient vor einem Bildschirm und wird von einer Webcam aufgezeichnet. Zusätzliche Sensoren, die in Manschetten am Arm untergebracht sind, ermitteln seine Bewegung im Raum. Auf dem Bildschirm erscheint eine Übung. Der Patient soll z. B. den Arm heben und mit der Hand einen Gegenstand auf dem Bildschirm entlang eines Pfades an eine bestimmte Position schieben. Der Pfad wird je nach Schwierigkeitsgrad und Therapiestufe entweder zufällig generiert oder vom Therapeuten vorgegeben. Die Bewegung wird von der Kamera aufgezeichnet und zusammen mit den Daten aus den Sensormanschetten an einen PC übertragen. Dort werden die Daten aus den Videoaufnahmen mit den Informationen der Sensoren integriert und eine exakte Position des Patienten ermittelt. Die Daten werden in Orientierungsmatrizen abgebildet und auf ein einfaches biomechanisches Modell übertragen. Das Modell für diese spezielle Form der Rehabilitation besteht aus zwei Knochen (Oberarm, Unterarm) und kann sämtliche Bewegungen, die ein Mensch mit seinem Arm ausführen kann, darstellen. Anhand des Modells und der gemessenen tatsächlichen Bewegung erfolgt ein Vergleich mit der therapeutisch vorgegebenen Ideal-Bewegung. Die Integration der Sensordaten und die Videoanalyse werden in Echtzeit ausgeführt, so dass der Patient bereits während der Übung eine visuelle Rückmeldung über die Korrektheit der durchgeführten Übung erhält und seine Bewegung gegebenenfalls korrigieren kann. Im Anschluss erfolgt noch eine statistische Auswertung der Übung. Dann kann z. B. der tatsächliche Pfad dargestellt oder die Übung mit Punkten zwischen 0 und 3 oder den Kategorien „gut“, „mittel“, „schlecht“ bewertet werden.

Künftig sollen die Daten auch per remote, durch einen Physiotherapeuten oder Arzt abgerufen und kontrolliert werden können. Dazu testen die Forscher gängige Übertragungsverfahren für Vitaldaten auf ihre Konformität mit ISO 11073. Der Standard regelt, dass Sensordaten nach einem festgelegten Protokoll an medizinische Endgeräte kommuniziert werden. In einem entsprechenden Testbed überprüfen die Fraunhofer-Wissenschaftler, ob telemedizinische Dienste korrekt und zuverlässig funktionieren. Ein Schwerpunkt liegt auf der Interoperabilität von Vitaldaten-Diensten mit anderen Anwendungen wie z. B. der Videokommunikation.
Die interaktive Trainingsumgebung und die Konformitätstests gemäß ISO 11073 werden im Rahmen des Projekts SmartSenior entwickelt und vom BMBF gefördert.

Wir möchten Sie herzlich einladen unseren Prototypen auf dem Medica-Stand der Fraunhofer-Gesellschaft, Halle 10, Stand F05, auszuprobieren.
Weitere Informationen erhalten Sie von:
Fraunhofer FIRST,
Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik FIRST

Leitung Institutskommunikation,

Mirjam Kaplow

Tel.: +49 (0)30/ 6392-1823

E-Mail: http://mailto:mirjam.kaplow@first.fraunhofer.de