Wer mit einer Lähmung konfrontiert ist, hat oftmals Schwierigkeiten in verschiedenen Bereichen des täglichen Lebens. Dank verschiedener Therapien können Funktionen oft zumindest teilweise zurückgewonnen werden. Die Neurorehabilitation hat daher zum Ziel, die Bewegungsfähigkeit und Selbständigkeit von Patienten mit neurologischen Erkrankungen mittels intensiver Therapie so gut wie möglich wiederherzustellen. Aber wie aktiv arbeiten Patienten ausserhalb der Reha auf dieses Ziel hin? Wie wirkt sich ihr Training auf ihre Erholung aus? Und welche Aktivitäten des täglichen Lebens können sie danach zu Hause selbständig meistern? Um diese Fragen beantworten zu können, nutzen wir modernste Sensortechnik.

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JUMP-Module – die neuste Version der Bewegungssensoren.

Die neuste Version der Bewegungssensoren – die JUMP-Module

Bis anhin dienten die Bewegungssensoren lediglich Forschungszwecken in der Klinik, aber in Zukunft könnte der Einsatz von Sensoren eine gute Ergänzung zu den täglichen Therapieeinheiten darstellen. Aktivitätssensoren zeichnen Tag und Nacht verschiedenste Daten über Aktivitäts- und Bewegungsmuster der oberen und unteren Extremitäten – also der Arme, Hände, Beine und Füsse – auf und übermitteln diese an eine Computerplattform, wo sie analysiert werden. Therapeuten erhalten so beispielsweise Aufschluss darüber, wie im Alltag am Therapieziel gearbeitet wird oder wie sich nach der Rehabilitation der Wiedereinstieg in den Alltag am erfolgreichsten gestaltet.

Wie wir bereits in unserem letzten Blogbeitrag vom 15. Oktober 2013 (http://www.paraplegie-balgrist.ch/blog/mit-aktivitaetsmonitoren-zu-mehr-informationen-ueber-querschnittgelaehmte/) aufgezeigt haben, ist unser Ziel die Entwicklung und klinische Integration eines solchen tragbaren Sensor-Systems. Es wurde für Patienten mit neurologischen Verletzungen entwickelt und kann sowohl im klinischen Umfeld, als auch zu Hause eingesetzt werden. Bei der Entwicklung wird ein besonders starker Fokus auf Benutzerfreundlichkeit gelegt. Die neuste Version der Sensoren – «JUMP-Modul» genannt – kann über mehrere Tage Daten erfassen und ist aufgrund seiner kleinen und wasserfesten Bauform so angenehm, dass die Patienten oftmals vergessen, dass sie den Sensor überhaupt tragen. Die Module haben etwa die Grösse einer Uhr und werden mit speziellen Bändern am Hand- bzw. Fussgelenk getragen. So können die Messungen sehr diskret durchgeführt werden und die Bewegungen der Patienten bleiben natürlich und aussagekräftig.

Die JUMP-Module bestehen aus mehreren Sensoren: Dazu gehören ein 3D-Beschleunigungssensor, der die Beschleunigung der Arme in alle drei Richtungen messen kann oder ein 3D-Drehratensensor, der die Rotationsgeschwindigkeit aufzeichnet. Weiter beinhalten die Module auch einen Barometer, welcher Druckänderungen wahrnimmt und somit die Höhenänderung messen kann. Ebenfalls im Monitor enthalten ist ein Magnetometer, welcher die magnetische Flussdichte misst, um so die Lage des Aktivitätsmonitors festzustellen.

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Die JUMP-Module im Einsatz: Messung der Aktivität und Mobilität.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit als Schlüssel zum Erfolg

Natürlich gibt es bereits existierende, kommerzielle Geräte wie Fitnesstracker für den Privatgebrauch, welche die eigene Mobilität und Aktivität aufzeichnen. Doch diesen fehlt es an spezifischer Ausstattung, die auf Menschen mit motorischen Erkrankungen angepasst ist. So kann zum Beispiel die Mobilität von Menschen mit Einschränkungen in der Gehfunktion wegen der unregelmässigen Gangmuster nicht einfach anhand der Schrittzahl erfasst werden, und auch die Rollstuhlbewegung muss gemessen werden. Deshalb wurden die JUMP-Module innerhalb des Forschungsprojekts «ZurichMOVE» in einer Zusammenarbeit zwischen dem Zentrum für Paraplegie Balgrist, der Universitätsklinik Balgrist und der ETH Zürich speziell für klinische Anwendungen entwickelt. Das interdisziplinäre Team besteht aus verschiedenen Ärzten, Therapeuten, Ingenieuren und Forschern.

Bewegungssensoren in der klinischen Anwendung

Die JUMP-Module wurden bereits bei Patienten mit einer zervikalen Rückenmarksverletzung und bei Rollstuhlsportlern eingesetzt, um qualitative und quantitative Informationen über ihren Alltag respektive ihre Aktivität und Mobilität zu erfassen. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer tragen ein bis vier Module auf sich (je nachdem ob sie stehen bzw. gehen können) und ein weiteres am rechten Rad des Rollstuhls – falls vorhanden. Die Sensoren liefern uns Daten über die Leistung während dem Gehen und Rollstuhlfahren, beispielsweise zur Lateralität – der allfälligen Dominanz einer Körperseite, zum Energieverbrauch, oder ob und wie oft die Patienten ihren Rollstuhl selbstständig fortbewegen beziehungsweise ob sie gestossen werden. Wir erhalten so eine Auswertung über die Aktivitätsniveaus innerhalb und ausserhalb der Therapiezeiten, und es gibt uns die Möglichkeit Aktivitäts- und Bewegungsmuster aufzugreifen.

Gesteigerte Motivation in der Therapie

Unser Ziel ist es jedoch nicht nur, ein objektives und detailliertes Bild über die motorischen Fähigkeiten des Patienten zu erstellen und geeignete Therapiemassnahmen zu identifizieren, sondern auch ihre Motivation für die Therapieübungen zu steigern. Anhand klinischer Fragestellungen entwickeln wir so eine Art Fitnesstracker für Patienten mit motorischen Erkrankungen.

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Aufzeichnung einer Patienten-bewertung, die auch zu ihrer Motivation dient.

Die ersten Einsätze der Sensoren innerhalb der Klinik haben gezeigt, dass unsere Patienten an der Technologie sehr interessiert sind. Die Messwerte geben Auskunft über ihre Aktivitäten und zeigen den Verlauf auf. Patienten vergleichen ihre Werte untereinander und tauschen sich über ihre Leistung miteinander aus. Dadurch erhalten sie einen natürlichen Ansporn, ihre Aktivitäten zu steigern und zu verbessern. Bewegungssensoren können somit ein effektives Hilfsmittel zur Förderung eines gesunden Lebensstils sein.

JUMP-Module – auch an der Scientifica

An der Scientifica, den Zürcher Wissenschaftstagen, gaben wir den Gästen einen Einblick in unsere Sensortechnologie im täglichen Einsatz (http://www.scientifica.ch/ausstellung/medizin/zurichmove/). Anhand eines Rollstuhl-Parcours oder in unserem PlastiDance-Spiel, einem interaktiven Bewegungstraining, konnten sie die aktuellste Version der Bewegungssensoren testen.

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Die JUMP-Module and der Scientifica.