Fraunhofer-GesellschaftNach Unfällen oder Operationen folgen oft lange Rehabilitationsmaßnahmen. Künftig können Patienten die Übungen zu Hause durchführen - und doch sichergehen, dass sie die richtigen Bewegungen ausführen. Möglich macht dies eine neue Reha-Technologie. Gekonnt gleitet der Skifahrer durch die weiße Landschaft, doch auf einer vereisten Stelle verliert er das Gleichgewicht - der wohlverdiente Winterurlaub endet im Krankenhaus. Nach der Operation soll eine Reha helfen, die Bewegungsfähigkeit wieder herzustellen. Dafür braucht der Patient viel Geduld und Ausdauer. Vielen Verletzten würde es leichter fallen, die Übungen zu Hause zu machen, als wochenlang in der Reha-Klinik auszuharren. Und auch nach einem längeren Aufenthalt im Krankenhaus ist es wichtig, dass der Patient in der häuslichen Umgebung weiterhin übt.

Künftig soll eine neue Technologie die Patienten stärker motivieren, ihre Übungen durchzuführen - und Rehamaßnahmen daheim oder unterwegs ermöglichen, etwa in Pausen am Arbeitsplatz. Experten sprechen hier von Telerehabilitation. Die Grundlage dafür ist eine Technologie, die Forscher am Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme FOKUS in Berlin entwickelt haben. Sie besteht aus einem Übungseditor, einer Reha-Box und einer mobilen Sensoreinheit, die an das Smartphone angeschlossen wird. Der Therapeut konzipiert im Übungseditor ein Trainingsprogramm, das speziell auf den Patienten zugeschnitten ist und dessen Anspruch sich von Woche zu Woche steigert. Dieses Programm kann der Patient in seiner Wohnung nutzen - mit Hilfe der Reha-Box - einer Art Mini-PC für Fernsehgeräte. Der kleine Rechner verfügt über einen Internetanschluss, eine Kamera und ein Mikrofon. Auf dem Fernsehbildschirm sieht der Patient Übungsabläufe, die er nachmachen kann. Die Reha-Box analysiert die Daten, die die Kamera vom übenden Patienten aufnimmt. Zuvor werden mit einer Software die Körperdaten jedes Patienten in drei Dimensionen modelliert und auf ein biomechanisches Computermodell übertragen. Sind die Angaben ausgewertet, sendet die Box sie via Internet an das Reha-Zentrum, wo der Therapeut den Fortschritt des Patienten nachvollzieht und Übungen entsprechend anpasst.

Mobile Einheit misst Vital- und Bewegungsdaten
Neben den Bewegungsdaten ist es für die Therapeuten wichtig, die Vitaldaten des Patienten zu kennen - also Puls, Sauerstoffsättigung und gegebenenfalls auch EKG. So können sie nicht nur einschätzen, ob der Betroffene die Übungen richtig ausführt, sondern auch, wie stark sie ihn belasten. Das ist besonders wichtig bei Menschen, die eine Herz-Kreislauf-Erkrankung haben. "Wir haben daher zusätzlich eine mobile Einheit entwickelt", sagt Dr. Michael John, Projektleiter am FOKUS. "Sensoren in einem Brustgurt, einer Uhr oder einem Walking-Stock messen die Vitaldaten wie Puls und Blutdruck oder Bewegungsqualität und senden sie an ein Smartphone." Über den Übungseditor kann der Therapeut Schwellwerte einstellen: Steigt etwa der Puls des Patienten über einen Wert an, der für ihn als Limit eingegeben wurde, ertönt ein Warnsignal.

Die mobile Einheit ergänzt einerseits die Reha-Box, soll dem Patienten künftig aber auch ermöglichen, seine Übungen unterwegs durchzuführen - etwa beim Walken in der Freizeit oder in der Pause im Büro. »Wir arbeiten daran, auch mit der mobilen Einheit die Bewegungsqualität des Patienten analysieren zu können. Dazu verwenden wir Motion-Tracking-Sensoren, die die Bewegungen der Gliedmaßen zueinander und im Raum analysieren«, erläutert John. Ein weiterer Punkt, an dem die Forscher momentan arbeiten, ist ein Übertragungsstandard für die Bewegungsdaten. Wie standardisiert man diese Werte, damit sie von verschiedenen Geräten gelesen werden können? Für die Vitaldaten gibt es einen solchen Standard bereits, den ISO 11073. Er spezifiziert, wie die Daten zwischen den Geräten übertragen werden, und sorgt so dafür, dass sie zwischen Sensoren, Smartphone und medizinischen Geräten verschiedener Hersteller fehlerfrei übermittelt werden. "Für die Bewegungsdaten entwickeln wir einen solchen Standard gemeinsam mit Ärzten und Therapeuten", so John.

Wichtig bei der Entwicklung aller Einheiten war es den Forschern, die Anforderungen der Patienten und Physiotherapeuten bestmöglich zu berücksichtigen. Sie haben daher alle drei Komponenten - den Übungseditor, die Reha-Box und die mobile Einheit - in zahlreichen Vorstudien von Patienten und Therapeuten testen lassen und entsprechend modifiziert. Ab Februar 2013 folgt nun der Feldtest mit einer größeren Gruppe von Patienten, ab Sommer 2013 könnte das System dann einsatzbereit sein.

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