TU Kaiserslautern

Mobiles Bewegungs-Feedback hilft Patienten, Schonhaltungen beim Gehen abzubauen

| Redakteur: Kathrin Schäfer

Beim mobilen Bewegungs-Feedback analysieren sieben tragbare Sensoren an Becken, Beinen und Füßen den Gang.
Beim mobilen Bewegungs-Feedback analysieren sieben tragbare Sensoren an Becken, Beinen und Füßen den Gang. (Bild: AG Wear-Health)

Patienten mit einem neuen Hüftgelenk müssen nach der OP wieder lernen, „normal“ zu gehen. Hierfür wurde an der TU Kaiserslautern ein mobiles Ganganalyse- und Feedback-System entwickelt.

  • Mobiles Ganganalyse-System
  • Anwendung bei orthopädische Rehabilitation, Arthrose und nach Schlaganfall
  • Schonhaltung und Schmerzen beim Gehen vermeiden

Ein mobiles Ganganalyse-System, das dem Nutzer direkt Rückmeldung gibt, daran arbeiten Dr. Gabriele Bleser und ihr Team von der Nachwuchsgruppe Wear-Health an der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK). Es eignet sich für Menschen, die zum Beispiel an Arthrose leiden und im Zuge dessen ein neues Hüftgelenk erhalten. Diese haben meist über viele Jahre eine Schonhaltung entwickelt und verinnerlicht. „Nach der Operation sind zwar die Schmerzen weg, die Schonhaltung aber bleibt. Das ‚normale‘ Gehen muss in der Reha und darüber hinaus erst wieder mühsam erlernt werden“, sagt Professor Dr. Thomas Jöllenbeck, der an der Rehaklinik Lindenplatz im nordrhein-westfälischen Bad Sassendorf das Institut für Biomechanik leitet. Er und seine Kollegin Juliane Pietschmann arbeiten mit den Kaiserslauterer Forschern zusammen.

Sensortechnik und Software ermitteln das Bewegungsmuster

Die Technologie soll den Reha-Prozess unterstützen. Dabei kommen sieben Sensoren zum Einsatz. Sie werden einfach an den Füßen, Unter-, Oberschenkeln und am Becken angebracht. „Die von den Sensoren am Körper gemessenen Beschleunigungen und Winkelgeschwindigkeiten werden von unserer Software verarbeitet. Diese berechnet daraus Bewegungsparameter wie beispielsweise Gelenkwinkel an Hüfte, Knie und Sprunggelenk und Schrittlängen“, erklärt Dr. Bertram Taetz, der wie Markus Miezal ebenfalls an der TUK am Projekt beteiligt ist.

Buchtipp „Bionik“ Das Fachbuch „Bionik in der Strukturoptimierung“ bietet Professionals einen Einstieg in die bionische Strukturoptimierung und vermittelt praktische Hilfestellungen, wie auch mit einfachen Mitteln Optimierungen vorgenommen werden können, die zu kraftflussgerechten Bauteilen und damit zu Leichtbaustrukturen führen. Vorgestellt werden sowohl kommerzielle Programme als auch robuste Vorgehensweisen, die direkt angewandt und eingesetzt werden können. „Bionik in der Strukturoptimierung“ kann hier versandkostenfrei oder als eBook bestellt werden.

Das Computerprogramm ermittelt damit ein individuelles Bewegungsmuster, das zeigt, ob etwa Abweichungen oder individuelle Besonderheiten im Gang vorliegen. „Der Nutzer erhält über Töne und Vibrationen unmittelbare Rückmeldungen und Hinweise, mit denen er sich sein Gangbild bewusst machen kann“, sagt Bleser. „Unser langfristiges Ziel ist es, ein mobiles System zu entwickeln, mit dem Patienten auch nach der Reha zu Hause eigenständig weitertrainieren können.“ Aber nicht nur der Patient erhält Rückmeldung, auch Physiotherapeuten und Mediziner können die Daten direkt auf einem Bildschirm sehen, in Form eines animierten 3D-Knochenmodells und von Diagrammen, bei denen Besonderheiten im Gang einfach sichtbar werden.

Geplant ist, ein leichtgewichtiges Sensornetzwerk an die Technik anzubinden

Die Technik eignet sich nicht nur für die orthopädische Rehabilitation. Auch Patienten nach einem Schlaganfall könnten damit üben. Darüber hinaus ist die Anwendung für verschiedene Sportarten interessant, um etwa Bewegungsabläufe zu studieren oder zu optimieren. „Unser System befindet sich derzeit noch in der Entwicklungsphase. Studien an Patienten stehen noch aus. Bis es auf den Markt kommen kann, wird es noch dauern“, so Taetz weiter. „Auch den Tragekomfort müssen wir noch deutlich erhöhen“, sagt Bleser. Hierzu arbeitet das Team mit dem Informatiker Professor Dr. Didier Stricker vom Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz in Kaiserslautern zusammen, um ein leichtgewichtiges Sensornetzwerk an die Technik anzubinden.

Beteiligt sind an der Ganganalyse-Technik an der TUK auch Sportwissenschaftler um Professor Dr. Michael Fröhlich, die untersuchen, ob das System den Praxisanforderungen gerecht wird, und Ingenieure um Professor Dr. Norbert Wehn, die daran arbeiten, die Übertragungstechnik zu verbessern. Die Arbeiten werden im Rahmen der Bund-Länder-Initiative „Innovative Hochschulen“ gefördert, bei der die TUK gemeinsam mit der Hochschule Kaiserslautern im Projekt „Offene Digitalisierungsallianz Pfalz“ beteiligt ist.

Ergänzendes zum Thema
 
Wear-Health – ein interdisziplinäres Forschungsteam

Lesen Sie auch:

Nanoroboter steuern erstmals durchs Auge

Max-Planck-Institut für intelligente Systeme

Nanoroboter steuern erstmals durchs Auge

16.01.19 - Max-Planck-Wissenschaftler entwickeln beschichtete Nanopropeller, die von außen durch dichtes Gewebe wie den Glaskörper eines Auges gesteuert werden können. Eines Tages sollen sie Medikamente dorthin transportieren, wo sie gebraucht werden – ohne einen größeren operativen Eingriff vornehmen zu müssen. lesen

Wie funktionieren Brain-Computer-Interfaces? Möglichkeiten für die Medizin

RS Components

Wie funktionieren Brain-Computer-Interfaces? Möglichkeiten für die Medizin

06.11.18 - Spätestens seit Forschern 2014 erstmalig über die Distanz von nahezu 9.000 km eine direkte Brain-to-Brain-Kommunikation zwischen Testpersonen in Indien und Frankreich gelang, faszinieren auch sogenannte Brain Computer Interfaces (BCI) die Gesellschaft im Allgemeinen – und Medizinforscher im Speziellen. lesen

Weitere Artikel aus der Medizintechnik-Forschung finden Sie in unserem

Themenkanal Forschung.

Kommentare werden geladen....

Diesen Artikel kommentieren

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

DER COMMUNITY-NEWSLETTER Newsletter abonnieren.
* Ich bin mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung einverstanden.
Spamschutz:
Bitte geben Sie das Ergebnis der Rechenaufgabe (Addition) ein.
copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 45696584 / Forschung)