Spielerisches Rückentraining mit Trägheitssensoren Üben mit Spaß

Mithilfe eines drahtlosen Miniatur-Trägheitssensors kann ein neuartiges Therapiegerät Schmerzen im Bereich der Lendenwirbelsäule lindern - wenn der Patient wirklich übt. Für dieses Ziel setzt der Anbieter auf Spaß und Interaktion.

Forschungsergebnisse zeigen deutlich, dass sich viele Rückenprobleme durch funktionelle Bewegungstherapie verbessern lassen. Allerdings stellt bisher die geringe Akzeptanz beim Patienten das größte Problem dar. Mit einem neuen Ansatz will Hocoma, ein Anbieter von Lösungen für die Rehabilitationstherapie von Bewegungseinschränkun-gen, dieses Problem lösen: »Valedo-Motion« soll das Training des Lendenwirbelsäulenbereichs unterhaltsam und motivierend gestalten.

Grundlage des Systems ist ein drahtloser Miniatur-Trägheitssensor namens »MotionPod« von Movea. Zwei dieser Sensoren werden mittels Selbstklebe-Pads auf dem Rücken des Patienten angebracht, ein dritter dient als Referenz. Mithilfe der »SmartMotion«-Technik von Movea übertragen die Sensoren drahtlos sehr genaue Bewegungsinformationen an die »ValedoMotion«-Software, die auf einem Laptop läuft.

Diese Daten nutzt das System, um den Patienten durch Übungen zu führen, welche speziell auf die Behandlung von Schmerzen im Bereich der Lendenwirbelsäule abgestimmt sind.

Dabei kommt eine motivierende, einem Spiel ähnelnde Benutzeroberfläche zum Einsatz, bei welcher der Patient mit seinen Bewegungen das Geschehen auf dem Bildschirm steuert (Bild 1).

»Ein großes Problem bei der Therapie von Schmerzen im unteren Rückenbereich ist, dass sich die Patienten nicht an das vorgegebene Übungspensum halten«, berichtet Dr. Hannu Luomajoki, Leiter des Master-Programms für muskoloskelettale Physiotherapie an der Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften, »unsere ersten klinischen Erfahrungen zeigen, dass die Therapie mit dem neuen System Spaß macht und motiviert. Während der Übungen vergisst der Patient leicht die Zeit, was zu einer größeren Zahl an Wiederholungen und verbesserter Akzeptanz führt.«

Die zu erfassenden Bewegungen der Wirbelsäule haben eine sehr kleine Amplitude und müssen sehr akkurat ausgeführt werden, um den gewünschten Übungseffekt zu erzielen. Dabei helfen die gebrauchsfertigen MotionPods, in denen ein 3-Achsen-Beschleunigungssensor, ein 3-Achsen-Gyroskop und ein 3-Achsen-Magnetometer in MEMS-Technik mit der Auswertesoftware und einer Drahtlos-Schnittstelle kombiniert sind.

Anwendungsentwickler müssen sich nicht mit der Verarbeitung der Sensor-Rohdaten beschäftigen: Die Auswerteschaltung in den MotionPods übernimmt die komplexe Aufgabe, aus den Rohdaten relevante Bewegungsdaten in einem Format zu erzeugen, das sich direkt für die jeweilige Applikation nutzen lässt. Bis zu fünf MotionPods lassen sich an Schlüsselstellen des Körpers anbringen und bilden ein »Body Area Network« (BAN), mit dem sich sämtliche Bewegungen des Körpers in Echtzeit mit einer dynamischen Genauigkeit von einem Grad erfassen lassen.

Falls erforderlich, sind durch Absenken der Samplingrate unter 200 Hz auch noch mehr Sensoren im Netzwerk möglich. Die 33 mm x 22 mm x 15 mm großen Geräte schicken ihre Bewegungsdaten über eine 2,4-GHz-Verbindung an eine zentrale »MotionController«-Empfangseinheit, die per USB mit einem PC verbunden ist. Ein Entwicklungskit umfasst eine Anwendungs-Programmieroberfläche auf Windows-Basis, mit der Entwickler, Systemintegratoren und OEMs die Sensoren schnell und einfach in ihre Anwendungen einbinden können. Ebenfalls im Lieferumfang des Kits enthalten ist das »MotionDevTool«, eine Anwendung mit intuitiver grafischer Benutzeroberfläche für die Echtzeit-Anzeige und Integration der Daten.