Selbständiges, angeleitetes und kontrolliertes Üben mit technischer Assistenz

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1 Selbständiges, angeleitetes und kontrolliertes Üben mit technischer Assistenz Catherine Disselhorst-Klug, Ferdinand Bergamo, Michael Hennes und Fabian Kohler Lehr- und Forschungsgebiet Rehabilitations- und Präventionstechnik Institut für Angewandte Medizintechnik im Helmholtz Institut, RWTH Aachen University Pauwelsstraße 20, D Aachen, Germany

2 Stellen Sie sich vor, Sie könnten nicht mehr... Laufen Fußballspielen Klettern Skifahren Ihre Freunde besuchen und mit ihnen ausgehen

3 Lebensqualität = Mobilität!

4 Jeder Mensch bewegt sich (gerne)! Individualisierte Rehabilitation zur Wiederherstellung der Bewegungsfähigkeit

5 Innovative Ansätze sind gefordert! Medizin & Technik = Lebensqualität

6 What makes the difference?

7 Zerebrale Bewegungsstörung Betroffen: Frühgeborene und neugeborene Babys Motorische Defizite werden erst mit zunehmenden Alter deutlich Therapie sollte so früh wie möglich beginnen Frühdiagnostik einer sich entwickelnden Bewegungsstörung Diagnostik kann nur auf der Beobachtung der Spontanmotorik beruhen

8 Diagnostik: Beobachtung der Spontanmotorik gesund betroffen

9 Quantitative Erfassung der Spontanmotorik Heinze F.et al. (2010) Med. Biol. Eng., 48, 8, Disselhorst-Klug C. et al. (2012) Experimental Brain Research 218, 2,

10 Learning by playing 3 Wochen altes Baby spielt mit seinem Fuß erfährt sein Hüftgelenk 3 Wochen altes Baby mit IZP 2D; monoton; geringes Repertoire weiß nichts über sein Hüftgelenk Meinecke L. et al. (2006) Human Movement Science, 25,2,

11 Diagnostische Aussagekraft 1. Monat 3. Monat 5. Monat Erkennungsrate 89% 88% 92% Sensitivität 100% 100% 100% Spezifität 83% 86% 89% Heinze F.et al. (2010) Med. Biol. Eng., 48, 8, Disselhorst-Klug C. et al. (2012) Experimental Brain Research 218, 2,

12 Rehabilitation Koordinierter Einsatz medizinischer, sozialer, beruflicher und technischer Maßnahmen mit dem Ziel der Wiederherstellung einer größtmöglichen Eigenaktivität und Unabhängigkeit WHO

13 Basistherapie der Bewegungsstörungen: Physiotherapie Ziel: Wiederherstellung der motorischen Funktion Experte: Physiotherapeutische Übung: 1. Individualisiert 2. mehrmals täglich 3. auf die richtige Weise Therapeut: Patienten brauchen Anleitung und Kontrolle selbst für die einfache Übungen Patient: Möchte so schnell wie möglich sein Bewegungsvermögen wiedererlangen und nicht durch die Therapie eingeschränkt also autonom / selbständig sein

14 Individualisierte physiotherapeutische Therapie bei demographischem Wandel? individualisiert mehrmals täglich richtig angeleitet kontrolliert Patienten-Autonomie?

15 Robotisch assistierte Rehabilitation? Neurophysiologisches Training durch Endeffektor basiertes Training

16 Lifetime learning Neuronale Plastizität : Eigenschaft von Synapsen, Nervenzellen oder auch ganzen Hirnarealen, sich in Abhängigkeit von der Verwendung in ihren Eigenschaften zu verändern. Wikipedia Wiedererlenen durch Wiederholung Hennes M. et al. (2012) Biomedical Engineering- Biomedizinische Technik, 57, 1

17 Roboter = Anleitung & Sensorik = Kontrolle Teaching Durchführung Bewertung Soll Übung Ist Hennes M. et al. (2012) Biomedical Engineering- Biomedizinische Technik, 57, 1

18 Robotisch assistierte Rehabilitation: Für alle, für überall und für immer? individualisiert mehrmals täglich richtig angeleitet kontrolliert Patienten-Autonomie Für schwere Fälle und aufwendige Rehabilitation (hauptsächlich bei Beteiligung des ZNS) sinnvoll technisch aufwendig teuer an Reha-Einrichtungen gebunden für keine große Anzahl an Patienten zugänglich Breite Patientenversorgung Insbesondere von Patienten mit weniger komplexen Rehabilitationsanforderungen Technisch einfache, pragmatische Lösung

19 Basistherapie der Bewegungsstörungen: Physiotherapie Anleitung Kontrolle Therapeut Kohler F.et al. (2010) Journal of Neuroengineering and Rehabilitation Volume: 7 Article Number: 2

20 Elastische Bänder zur Detektion der Bewegungsleistung 1,6 Dehnungs-Kraft-Diagramm 1,4 1,2 Dehnung [m] 1 0,8 0,6 0,4 0, Kraft [cn] Bewegungsumfang Dehnung Dehnung Kraft Kraft Bewegungsumfang Spannung (MPa)

21 Trainings System Verankerung Elastisches Band Griff Sensor Kohler F.et al. (2010) Journal of Neuroengineering and Rehabilitation Volume: 7 Article Number: 2

22 Individualisierte Übungen Sensor output Zeit Kohler F.et al. (2010) Journal of Neuroengineering and Rehabilitation Volume: 7 Article Number: 2

23 Angeleitetes Training zuhause Anleitung durch direktes Feedback Kohler F.et al. (2010) Journal of Neuroengineering and Rehabilitation Volume: 7 Article Number: 2 Kraftsensor

24 Home und beim Therapeuten Gegebene Bewegung Ausgeführte Bewegung GUT / MITTEL / SCHLECHT Direktes Feedback an den Patienten Detailliertes Feedback für den Therapeuten Kohler F.et al. (2010) Journal of Neuroengineering and Rehabilitation Volume: 7 Article Number: 2

25 Nutzt technische Assistenz Insgesamt 40 Patienten nach künstlichem Kniegelenksersatz 20 Patienten Konventionelle Rehabilitation + Reha@On 20 Patienten Konventionelle Rehabilitation + Fahrradergometer Beginn der Reha-Maßnahme Konventioneller Reha-Verlauf Reha@On Ende der Reha-Maßnahme Aufnahme des Patienten Ganganalyse Kontrollgruppe Ganganalyse Bergamo F. et al. (2013) VSOU Mai 2013 Bergamo F. et al. (2013) DKOU Oktober 2013

26 Flexions- / Extensionsbewegung des Kniegelenkes Prä-Reha Post-Reha OrthoMit-Norm Bergamo F. et al. (2013) VSOU Mai 2013 Bergamo F. et al. (2013) DKOU Oktober 2013

27 Langzeit Monitoring bei Alltagsaktivitäten

28 Technisch assistierte Detektion von Hinken

29 Rehabilitation Koordinierter Einsatz medizinischer, sozialer, beruflicher und technischer Maßnahmen mit dem Ziel der Wiederherstellung einer größtmöglichen Eigenaktivität und Unabhängigkeit WHO

30 Vielen Dank! LuF Rehabilitations- & Präventionstechnik Institut für Angewandte Medizintechnik Helmholtz-Institut, RWTH Aachen Pauwelsstraße 20, D Aachen www. rehabilitation-engineering.de