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"Walking Officer" - ein Krückeninfor­mations­system für die Rehabilitation

25.08.2009 - (idw) Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Das Fraunhofer IPA hat eine intelligente Krücke entwickelt: In eine handelsübliche Gehhilfe wird eine robuste Sensorik integriert, mit der Stützkräfte, Bewegungs­abläufe und auftretende Beschleunigungen erfasst werden können. Auf einer Anzeige soll der Patient die Beinbelastung kontrollieren und über einen eingebauten Datenlogger der behandelnde Arzt den Krankheitsverlauf diagnostisch überwachen können. Jeder, der schon einmal in der unangenehmen Situation war, sich für längere Zeit auf Krücken stützen zu müssen, kennt die Anweisung des Arztes: "Sie dürfen Ihr Bein ab jetzt mit 30 Prozent Ihres Körpergewichtes belasten." Doch wie fühlen sich diese 30 Prozent nun im täglichen Leben an? Das vermag man als Patient nur schwer einzuschätzen. Genauso schwierig ist aus der Sicht des Orthopäden oder Physiotherapeuten oftmals die Einschätzung, wie diszipliniert der Patient die Krücken zwischen den Behandlungsterminen tatsächlich verwendet hat.

Damit liegt die Idee des Walking Officers schon fast auf der Hand: Man nehme eine handelsübliche Gehhilfe und integriere eine robuste Sensorik für die Erfas­sung der Stützkräfte, der Bewegungsabläufe und der auftretenden Beschleunigungen. Außerdem soll die Gehhilfe eine Anzeige erhalten, anhand welcher der Patient kontrollieren kann, ob, wann und wie er richtig belastet. Schließlich beinhaltet das System einen Datenlogger, um den Wunsch der Mediziner nach einer diagnostischen Überwachung des Patienten und dessen Umgang mit der Gehhilfe im täglichen Leben nachzukommen.

Nach eingehender Diskussion des Konzepts mit Prof. Dr. Wülker von der orthopädischen Universitätsklinik Tübingen begannen die IPA-Wissenschaftler das Forschungsprojekt umzusetzen. Zunächst wurde die Elektronik für den Einbau in den Schaft einer Gehhilfe entwickelt, welche die gewünschten Daten wie die Kraft entlang des Schafts, dessen Verformung sowie die Beschleunigung und Winkelstellung der Krücke erfassen und für eine spätere umfassende Analyse zwischenspeichern kann. Diese Elektronik ist in der Lage, einfache Auswertungen selbst durchzuführen. So kann, beispielsweise durch den behandelnden Arzt ein Fenster zweier Kräfte vorgegeben werden, das der eingangs erwähnten prozentualen Belastung des Beins entspricht. Der Walking Officer gibt dem Patienten eine optische, akustische oder haptische Rückmeldung, falls er die Krücke unter- und somit das Bein überbelasten sollte. Da der Prototyp in seiner Form einer herkömmlichen Krücke entspricht und nur unwesentlich schwerer ist, fügt er sich nahtlos in den täglichen Therapieprozess ein.

Neben der direkten Anzeige des Belastungszustands ermöglichen die zusätzlich gewonnenen Sensordaten auch einen langzeitigen Nutzen bei der Abstimmung des Rehabilitationsprozesses durch den Orthopäden oder Physiotherapeuten. Detaillierte Untersuchungen im "Ganglabor" des Fraunhofer IPA sind geplant. Die ge­wonnenen Ergebnisse erlauben, die Messwerte des Walking Officers mit den verschiedenen Bewegungsabläufen in Korrelation zu setzen, erwarten die Experten. Daraus können dann möglichst genaue Aussagen über den Belastungszustand des Gehapparates abgeleitet werden.

Nach diesen Voruntersuchungen am Fraunhofer IPA kann der Walking Officer den Orthopäden und Physiotherapeuten an der Universitätsklinik Tübingen für Tests zur Verfügung gestellt werden. Mit diesen Tests sollen aus den gemessenen Belastungsdaten konkrete Anweisungen und Einstellungen für die Therapie wie die Grenzen für die Belastungsanzeige erstellt sowie der klinische Nutzen und die Anwendbarkeit überprüft werden. In der nächsten Generation können dann die Patientendaten im täglichen Einsatz mit Hilfe einer Software für die computer­assistierte Diagnose (CAD) vom Walking Officer einfach ausgelesen und verarbeitet werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Behandlung optimal abzustimmen.


Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dr.-Ing. Jan Stallkamp
Telefon +49 711 970-1308 I E-Mail jan.stallkamp@ipa.fraunhofer.de
Dipl.-Ing. (FH) Armin Schäfer
Telefon +49 711 970-1132 | E-Mail armin.schaefer@ipa.fraunhofer.de

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