direkt zum Inhalt springen

direkt zum Hauptnavigationsmenü

Inhalt des Dokuments

Querschnittsprojekte

Lupe

Kurzvorstellung aller Querschnittsprojekte

Q1 Nutzerzentriertes Design und Motivationsstrategien

Das Querschnittthema 1 „Nutzerzentriertes Design und Motivationsstrategien“ wird von den beteiligten Partnern im Fachgebiet Kognitionspsychologie und Kognitive Ergonomie der TU Berlin und dem Fachgebiet Research Design der UdK bearbeitet.

Das Ziel des Querschnittprojekts ist die themenübergreifende Bearbeitung von Konzepten zur Methodenintegration der nutzerzentrierten Forschung für die Entwicklung und Gestaltung innovativer Mensch-Technik-Interaktionsangebote in der Bewegungsrehabilitation.

Folgende Fragestellungen stehen hierbei im Fokus:

  1. Wie können partizipative Forschungsansätze für die nutzergerechte Verbesserung der Mensch-Technik-Interaktion in der Bewegungsrehabilitation genutzt werden?
  2. Wie kann eine Methodenintegration aus der Usability-Forschung bei der Optimierung der Hilfsmittel erfolgen?
  3. Welche Motivationsstrategien können für eine altersgerechte Interaktionsgestaltung bei der Patientenbetreuung einbezogen werden?

Gemeinsam mit dem Teilprojekt C2 werden Kinder und Jugendliche mit Skoliose durch die Berücksichtigung partizipativer Designansätze frühzeitig in die Gestaltung einer motivationsfördernden mobilen Applikation einbezogen. Neben Designmethoden zur Analyse des Nutzungskontexts (siehe Abbildung 1) werden die entwickelten Prototypen und Implementierungen durch regelmäßige Tests mit realen Nutzern formativ evaluiert.

Abbildung 1: Exploration des Nutzungskontexts und aktive Mitwirkung von Kindern und Jugendlichen bei der Gestaltung der Applikation und der Hauptbedienfunktionen.
Lupe

Mit dem Teilprojekt A4 und dem Teilprojekt A5 kooperiert das Querschnittprojekt bei der Entwicklung einer für Therapeuten und Patienten leicht zugänglichen Benutzerschnittstelle zur Schlaganfalltherapie. Neben einer ergonomischen Analyse des Übungsplatzes werden auch die Gestaltung der Informationsarchitektur und der Menüstruktur der zu entwickelnden Lösungen durch Klick-Prototypen und Usability-Tests begleitet (siehe Abbildung 2).

Abbildung 2: Ergonomische Analyse der Anforderungen an die Patientenübungsstation zur Schlaganfalltherapie.
Lupe

In Zusammenarbeit mit dem Teilprojekt C1 werden auf Basis von Kontextbeobachtungen im Sanitätshaus Anforderungen an ein Mess-System zur Unterstützung beim Aufbau von Prothesen spezifiziert. Das Ziel ist, die besonderen Bedürfnisse, die sich beim Ablauf einer Versorgung aus Sicht der Orthopädietechniker ergeben, zu erkennen und bei der Gestaltung einer gebrauchstauglichen Software zu berücksichtigen.

Als Innovation ergibt sich aus dem Querschnittprojekt einerseits ein Leitfaden, der spezifische Handlungsempfehlungen zur Integration von Vorgehensmodellen und Usability-Methoden für die nutzerzentrierte Gestaltung von Reha-Technik zusammenfasst. Hierfür werden sowohl die im Projektverlauf gewonnenen Erkenntnisse aus der Analyse spezieller Anforderungen, der Beratung eingegliederter Teilprojekte und die erhobenen aktuellen Praktiken unter Herstellern zusammengeführt und um das im Projekt entwickelte Portfolio an Usability-Methoden und Best Practice Beispielen ergänzt. Andererseits betrachtet das Projekt erstmals konsequent und frühzeitig Gestaltungsaspekte zur alters- und indikationsspezifischen Motivationsförderung durch die Berücksichtigung partizipativer Designansätze.

Mehr zu Veranstaltungen, Öffentlichkeitsarbeit und Publikationen im Projekt Q1.

Nach oben

Q2 Inertialsensorik, Bewegungsanalyse und visuelles markerloses Motion Capturing

Das Querschnittthema 2 „Inertialsensorik, Bewegungsanalyse und visuelles markerloses Motion Capturing“ spielt durch die Entwicklung moderner Sensorsysteme eine entscheidende Rolle für alle Teilprojekte. Da die Demonstratoren sich wiederholende Anforderungen an die Sensorik stellen, werden in diesem technischen Querschnittsprojekt alle Kompetenzen auf diesem Gebiet gebündelt. Es adressiert folgende Problemstellungen:

  1. Wie können menschliche Bewegungen präzise, in Echtzeit und mit möglichst geringen Einschränkungen/Einwirkungen an/auf den Nutzer erfasst werden?
  2. Wie können Sensorik-Systeme sich automatisch an den Nutzer anpassen und eine intuitive, mit geringem Aufwand verbundene Nutzung bei zugleich hoher Genauigkeit ermöglichen.
  3. Wie kann eine echtzeitfähige und zugleich bezüglich Datenschutz und Sicherheit unbedenkliche drahtlose Kommunikation innerhalb eines Inertialsensornetzwerkes sichergestellt werden.

Das Ziel ist es, ein Netzwerk von miniaturisierten, Batterie-betriebenen Inertialsensoren zu entwickeln, die direkt am Körper getragen werden und über ein echtzeitfähiges sowie sicheres Funkprotokoll mit einer zentralen Steuereinheit kommunizieren. Parallel werden Methoden entwickelt, mit denen sich das Netzwerk automatisch an den Benutzer (d.h. an die individuellen Körpermaße und die Anbringung der Sensoren) anpasst, sowie Algorithmen zur Bestimmung von Gelenkwinkeln der oberen und unteren Extremität in Echtzeit aus den inertialen Messdaten entwickelt. Weiteres Ziel ist die Entwicklung einer robusten Echtzeit-Bewegungserfassung auf Basis eines markerlosen visuellen Motion Trackings.

Haupt-Innovationsbereiche:

  1. Miniaturisierte IMU-Sensoreinheiten, die Bewegungen des Nutzers nicht einschränken
  2. Echtzeit und Datensicherheit garantierendes Funkprotokoll
  3. Automatische Kalibrierung und Anpassung des Systems an die Biomechanik des Nutzers
  4. Robuste und Echtzeitfähige markerlose visuelle Bewegungserfassung für Arm/Hand- und Gang-Rehasysteme

Mehr zu Veranstaltungen, Öffentlichkeitsarbeit und Publikationen im Projekt Q2.

Nach oben

Q3 Telemedizin / Neue Medien

Das Querschnittthema 3 „Telemedizin/ Neue Medien“ wird von den Partnern im Fachgebiet Rehabilitationstechink am Institut für Rehabilitationswissenschaft der Humboldt Universität zu Berlin und den Industriepartnern MEYTEC Informationssysteme bearbeitet.

Folgende Fragestellungen stehen hierbei im Fokus:

  1. Welche Integrationskonzepte von interaktiven telemedizinischen Angeboten in die vorhandenen Versorgungsstrukturen sind möglich?
  2. Welche Aspekte sind für die Therapeuten-Patienten-Beziehung in der Gestaltung der Kommunikationstechnik zu berücksichtigen?
  3. Welche Auswirkungen haben interaktive telemedizinische Angebote auf die Patientenzufriedenheit?

Das Ziel des Querschnittsprojektes ist die themenübergreifende Bearbeitung von Konzepten zur patientengerechten Gestaltung von telemedizinischen Anwendungen in der Bewegungsrehabilitation. Für die in den Teilprojektbausteinen beschriebenen Forschungsvorhaben werden indikationsübergreifende Konzepte zur Nutzung von mobilen Geräten der Patienten entwickelt, um eine therapeutische Einbeziehung im Alltag zu unterstützen. Hierbei müssen verschiedene technische und kommunikationswissenschaftliche Parameter in die Entwicklung eingeschlossen werden. Zusätzlich müssen die besonderen Voraussetzungen der Patienten in der Therapiesituation analysiert werden.

Mit den Teilprojekten A4, A5, B3 und C2 arbeitet das Querschnittsprojekt bei der Erfassung des Nutzungsverhalten von mobilen Geräten und des Internets bei Schlaganfall-, Skoliosepatienten, ihren Angehörigen und Behandlern zusammen. Hierbei geht es darum, wie die verschiedenen Personengruppen technische Geräte zur Information und Kommunikation nutzen und wie die Nutzung des Internets in ihren Alltag bzw. Arbeitsalltag eingebettet ist. Neben der Verfügbarkeit von mobilen Geräten ist die zweite wichtige Voraussetzung, um die Durchführbarkeit der Projektvorhaben zu belegen, die Nutzungsbereitschaft der Nutzergruppen, diese Systeme auch zu therapeutischen Behandlungszwecken einzusetzen.

Im Internet werden über verschiedene Portale und Suchmaschinen zunehmend medizinische Informationen angegeben, welche nicht dem wissenschaftlichen Standard und den therapeutischen Empfehlungen entsprechen. In diesem Kontext ist zu prüfen, welche Informationen die Patienten während des gesamten Behandlungsverlaufes einfordern. In Zusammenarbeit mit dem Teilprojekt C2 wurde eine Analyse der Internetauftritte, wie z.B. Informationsseiten, Austausch-Foren und Selbsthilfegruppen durchgeführt und die relevanten Inhalte für die Skoliose-APP aufbereitet.

Mit den Teilprojekten A4, A5, B3 und C2 kooperiert das Querschnittprojekt bei der Entwicklung von Anforderungen, wie die Beziehung zwischen dem Patient und seinem Behandler in einem telemedizinischen Setting optimal gestaltet werden kann. Geprüft werden verschiedene Arten der Kontaktaufnahme (synchron: telefonisch, via Videokonferenz; asynchron:
schriftlich, via Videoaufnahmen) in welchen der Austausch der Informationen am praktischsten von statten gehen kann und in welcher Ausführlichkeit eine optimale Kommunikation stattfinden sollte. Die Analyse zielt darauf ab, Wünsche im Hinblick auf die Kommunikation in der Behandlung mit Hilfe eines Telemedizinsystems, aus der Sicht der Schlaganfall-, Skoliosepatienten, Angehörigen und Behandlern, zu ermitteln. Eine wichtige Frage war dabei, welche Informationen und Rückmeldungen die Zielgruppen zur „erfolgreichen“ Kommunikation benötigen und wie sie diese erhalten möchten.

Mehr zu Veranstaltungen, Öffentlichkeitsarbeit und Publikationen im Projekt Q3.

Nach oben

Q4 Ethische, rechtliche und soziale Implikationen (ELSI)

Das Querschnittthema 4 „ethische, rechtliche und soziale Implikationen technischer Innovationen (ELSI)“ wird in alle Teilprojektbausteine einbezogen. Die beteiligten Partner im Labor der Wissenschafts- und Technikforschung des Institutes für Europäische Ethnologie an der HU Berlin und der Industriepartner MEYTEC Informationssysteme erarbeiten projektübergreifende Konzepte und Standards bspw. zu den folgenden Fragestellungen:

  1. Welche technischen und rechtlichen Standards müssen in der Datenschutzkonzeption für die Datenübermittlung und –Verarbeitung eingehalten werden?
  2. Welche sozialen Rahmenbedingungen beeinflussen die Mensch-Technik-Interaktion und die Patientenautonomie (Empowerment) in der Rehabilitation von Bewegungsstörungen?

Diese Fragen wird das Querschnittsprojekt aus sozialwissenschaftlicher Perspektive in enger Kooperation mit anderen Disziplinen unter Verwendung sich ergänzender und gegenseitig korrigierender qualitativer Methodologien bearbeiten. Die empirischen Ergebnisse dieser Untersuchungen werden zudem regelmäßig – einerseits als Bestandteil der teilnehmenden Beobachtungen des Entwicklungsprozesses, andererseits in Form regelmäßiger Workshops – in den Entwicklungsprozess rehabilitativer Geräte, Plattformen und Interventionen zurückgespielt und angestrebt, gemeinsame Problemsichten bei technischen Entwicklern, medizinischen Experten und den aus der sozialwissenschaftlichen Erhebung der Betroffenenperspektive gewonnenen Einsichten zu etablieren. Als projektübergreifend relevant werden die ethischen, rechtlichen und sozialen Aspekte und Vorgaben im Umgang mit den Daten von Patienten in diesem Querschnittsbereich untersucht, bspw. welche Standards für unterschiedliche Sphären der Sensibilität von Daten bei telemedizinischen Implementierungen erforderlich sind. Zudem werden projektspezifische Themen untersucht, bspw. die Charakteristiken des Monitorings und der Datenübermittlung bei der Rückmeldung des Therapieverhaltens.

Mehr zu Veranstaltungen, Öffentlichkeitsarbeit und Publikationen im Projekt Q4.

Nach oben

Q5 Stimulationssystem für FES (Funktionelle Eletrostimulation)

Das Querschnittsthema 5 „FES/-Stimulationssysteme“ spielt durch die Entwicklung miniaturisierter FES-Systeme eine entscheidende Rolle für die Teilprojekte A und B. Da die Demonstratoren sich wiederholende Anforderungen an die Stimulationssysteme stellen, werden in diesem technischen Querschnittsprojekt alle Kompetenzen auf diesem Gebiet gebündelt. Es adressiert primär folgende Problemstellungen:

  1. Wie können die äußeren Dimensionen eines High-End-Stimulationssystems auf ein Minimum reduziert werden, ohne wesentliche Funktionen einzubüßen?
  2. Wie kann eine möglichst kompakte, drahtlose Steuereinheit entwickelt werden, die inertiale Messdaten verarbeitet und multidimensionale Regelalgorithmen ausführt, um in Echtzeit mehrere Kanäle der Elektrostimulation anzupassen?
  3. Welche äußere Form, Bedienelemente und Interaktionsmöglichkeiten müssen geregelte FES-Systeme bieten, um beim Einsatz in den verschiedenen Anwendungsszenarien der Rehabilitation eine optimale Mensch-Technik-Interaktion zu gewährleisten?

Das Ziel des Querschnittsprojektes ist es, ein Stimulationssystem zu entwickeln, das sich flexibel gestaltet, um alle Anwendungsszenarien der Teilprojekte abzudecken. Zum einen muss das System verschiedene externe Sensoren einbinden (Funk-basierte Inertialsensoren (variable Anzahl); Kabelbasierte Sensorik für die Hand- und Fingerposition (variable Anzahl); EMG Signale (variable Anzahl)). Zum anderen muss eine Synchronisation mehrerer Stimulationssysteme an verschiedenen Orten (z.B. linkes und rechtes Bein) möglich sein. Die Sensorsignale müssen in Echtzeit verarbeitet werden um eine optimale Regelung der funktionellen Stimulation zu gewährleisten. Je nach Komplexität der Sensorik und der Regelungsalgorithmen ist unterschiedlich viel Rechenleistung nötig. Parameteranpassungen und Auswertung sind via Kabel- oder Funk-Anbindung mittels eines Smartdevices (z.B. Tablet oder Smartphone) möglich.

Das zu entwickelnde Stimulationssystem besitzt folgende Haupt-Innovationsbereiche:

  1. Mobiles Stimulationssystem mit integrierter EMG-Messung und Demultiplexersupport, flexiblen Schnittstellen zur Anbindung externer Sensorik und Funkschnittstelle zur externen Steuerung und Anbindung Funk-basierter Sensorik
  2. EMG-Messung während aktiver FES (auch über Stimulationselektroden)
  3. Echtzeitfähige Funkschnittstelle mit Manipulationsschutz, Schutz der Nutzerdaten und Strategien zur Erhöhung der Ausfallsicherheit (Safety&Security)
  4. Mobiles und kompaktes Steuergerät für FES-Anwendungen mit Schnittstellen zu externen Sensoren und Parametrisierung via Smartdevice; Verwendung zur Synchronisation mehrerer Stimulationen
  5. Smartdevice Anwendung, mit der Parameter des Steuergeräts angepasst werden können, Sensordaten abrufbar sind und angepasste graphische Oberflächen für bestimmte Rehabilitationsaufgaben (Biofeedback, Tele-Reha).

Mehr zu Veranstaltungen, Öffentlichkeitsarbeit und Publikationen im Projekt Q5.

Nach oben

Q6 Multimodales Feedback und Virtuelle Realität

Das Querschnittsthema 6 „Feedback und Virtuelle Realität“ wird von den beteiligten Partnern Charité und dem Fachgebiet Industrielle Automatisierungstechnik der TU Berlin bearbeitet. Konzepte für verschiedene Teilprojektbausteine werden hier zu folgenden Fragestellungen eingebracht:

  1. Wie müssen theoretisch fundierte und systematisch ausgewählte Feedback-Anwendungen für die entsprechenden motorischen Lernziele konzipiert werden?
  2. Wie sollte eine Nutzer-gerechte Darstellung in Virtueller Realität erfolgen, die alle Anforderungen körperlich und kognitiv eingeschränkter Personen einbezieht?

Das Ziel des Querschnittsprojektes ist es, für mehrere Teilprojektbausteine des Forschungsverbundes übergreifende, systematisch und theoretisch fundierte Konzepte für Feedbackanwendungen zur Unterstützung des motorischen Lernens zu entwickeln und nutzerzentriert zu evaluieren. Hierbei müssen die verschiedenen Anforderungen des jeweilig andressierten Behandlungskonzepts und auf Seiten des Patienten die Phase der motorischen Rehabilitation sowie weitere besondere Anforderungen (z.B. körperliche und kognitive Beeinträchtigungen) berücksichtigt werden. Theorien zur Unterstützung des motorischen Lernens durch verschiedene Informationsdarstellungen sind für jeden der Teilprojektbausteine abzustimmen, um ein entsprechendes Feedback gezielt auf das Rehabilitationsziel zu konzipieren. Gestaltungskriterien von Feedbackkonzepten, welche auf die motorischen Lernziele der Gesamtsysteme der jeweiligen Teilprojektbausteine optimal abgestimmt sind, werden gemeinsam mit den Teilprojektpartnern entwickelt. Angestrebt wird zusätzlich ein einheitliches modulares Softwareplattformkonzept, das bei allen Rehabilitationssystemen Anwendung findet. Nach der Implementierung der Feedback- und VR-Konzepte in den Teilprojektbausteinen wird eine Evaluation stattfinden.

Mehr zu Veranstaltungen, Öffentlichkeitsarbeit und Publikationen im Projekt Q6.

Nach oben

Q7 Planung der Transferphase NeuroReha

Das Querschnittsthema 7 „Planung der Transferphase NeuroReha“ wird die Teilprojekte A und B adressieren. Die beteiligten Partner der Charité erarbeiten eine übergreifende Planung der Transferphase mit folgender Fragestellung:

Wie sollte eine multizentrische Studie gestaltet sein, um einen genau abgestimmten Einsatz der Demonstratormodule entsprechend dem Krankheitsbild der Patienten, eine Untersuchung des Zusammenspiels der Demonstratoren in einem einheitlichen Therapieplan und einen optimalen Transfer in die Versorgungsstruktur zu gewährleisten?

Das Ziel des Querschnittsprojektes ist eine frühzeitige und übergreifende Planung der Transferphase für einen optimalen Evaluations- und Validierungsprozesses der Demonstratoren der Teilprojekte A und B. Die Zusammenarbeit mit den wissenschaftlichen und klinischen Partnern, sowie zu einem späteren Zeitraum mit den Transferregions-Partnern, ist für eine erfolgreiche Umsetzung essenziell.

Folgende Ziele werden für Q7 definiert:

  • Planung und Vorbereitung von multizentrischen klinischen Studien zur Evaluation und Validierung der Demonstratorbausteine.
  • Konzipierung eines Studiendesigns, welches die Integration der Demonstratormodule in einem Behandlungsschemata untersucht und dabei unterschiedliche Behandlungssettings (stationär, ambulant, häuslich) und unterschiedliche Patientenvariablen (Krankheitsbild, Schweregrad, Komorbidität, Alter, Geschlecht, sozioökonomischer und kultureller Hintergrund, Teilhabe, soziale Unterstützung etc.) für eine optimale Therapieplanung berücksichtigt.
  • Entwicklung eines Konzeptes zum Datenmanagement in den Transferregionen.
  • Erstellung eines Leitfadens für die Durchführung der Studie(n).

Mehr zu Veranstaltungen, Öffentlichkeitsarbeit und Publikationen im Projekt Q7.

Nach oben

Q8 Zentrale Stimulation durch Bewegungsvisualisierung

Das Querschnittsthema 8 „Zentrale Stimulation durch Bewegungsvisualisierung“ wird verschiedene Teilprojektbausteine adressieren. Das Fachgebiet Industrielle Automatisierungstechnik (IAT) der TU Berlin wird hier Gestaltungsrichtlinien für folgende Fragestellungen konzipieren:

  1. Wie können Gestaltungselemente der Bewegungsvisualisierung systematisch für die Förderung des motorischen Lernens eingesetzt werden?
  2. Welche Bewegungsvisualisierungen haben eine hohe therapeutische Wirkung?
  3. Wie können Technologien für evidenzbasierte Therapieansätze eingesetzt werden?

Ziel des Querschnittsprojekts ist die Entwicklung von Gestaltungsrichtlinien für effektive und auf die motorischen Lernziele des jeweiligen Teilprojektbausteins konzipierte Bewegungsvisualisierungen. Mit Hilfe einer multidisziplinären Literaturrecherche wird eine Taxonomie von Gestaltungskriterien und deren erwarteten therapeutischen Wirkungen entwickelt. Dabei werden Erkenntnisse der Forschungsfelder neurologische Rehabilitation, Psychologie und angewandte Informatik systematisch zusammengeführt, um sowohl die Bedürfnisse der Patienten als auch die Möglichkeiten der Technologie umfassend abzubilden. Die Taxonomie wird die Grundlage einer anschließenden experimentellen Überprüfung der therapeutischen Wirkung von Gestaltungsmerkmalen bilden. Diese wird in Zusammenarbeit mit Partnern der Teilprojekte A und B und auf Basis der entwickelten Systemumgebungen durchgeführt. Eine optimierte Mensch-Technik-Interaktion in der Bewegungsrehabilitation erfordert eine systematische und evidenzbasierten Untersuchung von Therapieverfahren.

Mehr zu Veranstaltungen, Öffentlichkeitsarbeit und Publikationen im Projekt Q8.

Nach oben

Q9: Koordination des Netzwerks

Die Netzwerk-Koordination ist ständiger Ansprechpartner für den Projektträger sowie die administrativen Bearbeiter der kooperierenden Einrichtungen und Firmen. Die Beratung der Wissenschaftler in administrativen Fragen gehört ebenso zu den Aufgaben wie die Information der interessierten (Fach-)Öffentlichkeit und die Organisation verschiedenster Veranstaltungen.

Die Projektergebnisse werden Disziplinen-unabhängig regelmäßig im Verlauf mit Statusseminaren bzw. Klausurtagungen abgestimmt und in einem am Projektabschluss einberufenen fächerübergreifenden Symposium bewertet. Die Ergebnisse werden von allen Projektpartnern über unterschiedliche Kommunikationskanäle (Paper, Fachbeiträge, Symposien, Ausstellungen) der Fachöffentlichkeit zugänglich gemacht. Laufende Forschungsvorhaben und Weiterentwicklungen zentraler Themengebiete der Projektpartner auf dem Gebiet der Mensch-Technik-Interaktion und der Rehabilitationsforschung werden durch die Teilprojekte gestützt und bereichert.

Die Ergebnisse werden darüber hinaus für die Öffentlichkeit aufbereitet und in verschiedenen Medien sowie auf Veranstaltungen präsentiert. Hierdurch wird die Rückkopplung und Integration von Anregungen der Nutzergruppen außerhalb des Netzwerkes in die laufende Projektarbeit ermöglicht.

Nach oben

Zusatzinformationen / Extras

Direktzugang

Schnellnavigation zur Seite über Nummerneingabe