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Digitaler Co-Therapeut sorgt für korrekte Trainingsübungen

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08.11.2017

Ein neuartiges Assistenzsystem, das künftig Therapeuten als technische Hilfe unterstützen könnte, stellen Wissenschaftler der Technischen Universität Chemnitz auf der Medica am Stand 3/D94 vor. Ihnen gelang es, mit Verfahren des maschinellen Lernens das Feedback des Therapeuten technisch nachzubilden.

 - Echtzeit-Feedback am Display: Die Chemnitzer Forscher Lars Lehmann und Julia Richter testen das Therapieassistenzsystem im Labor.
© TU Chemnitz/Wolfgang Thieme
Echtzeit-Feedback am Display: Die Chemnitzer Forscher Lars Lehmann und Julia Richter testen das Therapieassistenzsystem im Labor.

In der Rehabilitation nach einem Unfall oder einer Erkrankung sind derzeitig Eins-zu-Eins-Betreuungsverhältnisse von Therapeut zu Patient eher eine Seltenheit. Vielmehr treten Verhältnisse von Eins-zu-Acht bis Eins-zu-Fünfzehn auf. Daraus ergibt sich ein hoher Betreuungsaufwand für Therapeuten, die gleichzeitig mehrere Patienten begleiten und somit den Therapieprozess eines einzelnen Patienten nicht durchgehend überwachen können. Die korrekte Ausführung der Trainingsübungen ist allerdings entscheidend für den Erfolg einer Therapie. Bewegungen eines Patienten können beispielsweise zu schnell und mit zu großer oder zu kleiner Amplitude ausgeführt werden. Zudem schleichen sich mit der Zeit Fehler bei der Ausführung von Übungen ein, die ohne zeitnahe Korrektur sogar eine negative Auswirkung auf die Gesundung haben können.

An dieser Stelle setzt die Arbeit der Nachwuchsforschergruppe AssiSt von der TU Chemnitz an. Ihr gelang es mit Verfahren des maschinellen Lernens, das Feedback des Therapeuten in Form eines technischen Assistenzsystems nachzubilden. „Dadurch ist es möglich, die von Patienten ausgeführten Bewegungen in Echtzeit mit Hilfe einer intelligenter Sensortechnologie zu analysieren und anschließend per Anweisung über ein Feedbackdisplay zu korrigieren – vor allem in den Phasen, in denen Therapeuten den Therapieprozess nicht begleiten können“, berichtet Julia Richter vom Projektteam. Mit Patienten kommt der entwickelte Demonstrator erstmals 2018 in klinischen Tests in einer in Chemnitz ansässigen Rehabilitationseinrichtung zum Einsatz. „Ziel ist es, die Mensch-Maschine-Schnittstelle sowie die Integration in den klinischen Alltag zu optimieren und die Praxistauglichkeit zu evaluieren“, blickt Richter voraus. Perspektivisch visieren die Nachwuchsforscher auch eine Überführung des derzeitigen Demonstrators zur Marktreife an.

„Die MEDICA bietet eine ideale Möglichkeit, um weitere Partner und Akteure zu gewinnen, sodass in naher Zukunft ein breites Spektrum von Anwendern von diesem innovativen System profitieren kann“, schätzt Richter ein und ergänzt: „Wir beantworten in Düsseldorf und natürlich auch darüber hinaus gern alle Fragen zu therapeutischen sowie technischen Hintergründen unseres Assistenzsystems.“ Die Forschung der interdisziplinären Nachwuchsforschergruppe wird unterstützt durch den Europäischen Sozialfond (ESF) und den Freistaat Sachsen.