Abteilung Systemarchitektur

Rehabilitationsprogramme sind langwierig. Erste therapeutische Maßnahmen im Krankenhaus müssen zu Hause fortgesetzt werden, um einen nachhaltigen Erfolg zu sichern. Im Projekt MyRehab entwickelt Fraunhofer FIRST eine telemedizinisch assistierte Trainings- und Therapieumgebung für Prävention und Rehabilitation. Sie soll den Menschen wieder an Bewegung heranführen, chronische Krankheiten vermeiden und die korrekte Ausführung von Therapieübungen nach einem Krankenhausaufenthalt unterstützen. Das System besteht aus einer häuslichen und mobilen Komponente. Neben dem Training in den eigenen vier Wänden ist so auch ein Üben im Freien oder am Arbeitsplatz möglich. Eine Vorab-Studie hat gezeigt, dass der Einsatz von multimedialen Trainingsumgebungen die Motivation der Patienten erheblich steigert.

Reha@Home ist die Komponente für das Training zu Hause. Sie besteht aus Standardkomponenten wie einem Computer, Bildschirm, einer Webcam, 3-D-Kamera und körpernahen Sensoren zur Erfassung der Herzfrequenz, wie einem Brustgurt oder einer Uhr. Dem Nutzer wird auf dem Bildschirm eine Rehabilitations- oder Trainingsübung, wie z. B. das Drehen des Oberkörpers, gezeigt. Der Patient führt die Übung aus und wird dabei von einer Kamera gefilmt. Daten bestimmter Vitalparameter, wie Herzfrequenz, Körperhaltung, Position einzelner Körperglieder und der Bewegungsverlauf, werden von den Sensoren aufgezeichnet und an einen Computer übermittelt. Die Sensordaten werden dann von einer speziell entwickelten Software integriert und analysiert. Dafür wurden die wesentlichen Körperregionen detailgetreu in 3-D modelliert. Anhand der Bewegungsdaten wird die Position der einzelnen Körperglieder im 3-D-Raum bestimmt und auf das biomechanische Modell übertragen. Dann erfolgt der Abgleich von individuellen ”Sollbewegungen” mit der tatsächlichen Bewegung in Echtzeit. Durch eine Live-Bewertung mit Hilfe eines leicht verständlichen Ampelsystems (rot=schlecht, gelb=mittel, grün=gut) wird eine Korrektur der Bewegung während der Übungsausführung möglich. Zusätzlich werden die Vitaldaten und die Trainingsergebnisse dokumentiert. Die Daten können an den Therapeuten oder Arzt übermittelt werden. Über eine Live-Videokonferenz kann bei Bedarf auch ein Arzt oder Physiotherapeut die Übungen begleiten.

Die mobile Variante „Reha mobil” besteht aus einem Smartphone sowie drei bis fünf zusätzlichen Sensoren, die variabel in einem körpernahen Sensornetz zur Erfassung von Vital- und Bewegungsdaten angebracht werden. Die Sensoren befinden sich in einer Uhr oder einem Brustgurt, können aber auch in Sport- und Therapiegeräten, zum Beispiel Wanderstöcken oder Hanteln, integriert werden. In der mobilen Variante erfolgt der Soll-Ist-Abgleich mit der therapeutisch vorgegebenen Idealbewegung auf dem Smartphone. Der Patient erhält ein akustisches und visuelles Feedback. Nach erfolgtem Training unterwegs werden die Trainingsdaten vom mobilen System auf den Heim-PC übertragen und können zusätzlich an den Rechner des Therapeuten gesendet werden.

MyRehab wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Projekts „Discover Markets” gefördert, das sich zum Ziel gesetzt hat, neue Wege bedarfsorientierter Forschungsplanung zu entwickeln.

Laufzeit:
01.08.2010-31.07.2012