Motion-Capture-Technologie hält Einzug in Heimtrainingsprogramme – weg von den Labors der Krankenhäuser

Von den Ganglaboren in Krankenhäusern bis zur Rehabilitation im Alltag

Bei Orlando Health nutzen Ärzte 3D-Bewegungserfassung, um die Genesung nach einem Kreuzbandriss zu begleiten. Dabei verlangsamen sie jede Bewegung, um genau zu untersuchen, wie sich das Knie während der Reha beugt und belastet wird (Fox 35 Orlando). Die Technologie liefert ihnen konkrete Messwerte, auf die sie sich stützen können, anstatt sich allein auf ihr geschultes Auge zu verlassen.

Gillette Children’s betreibt ein spezielles Gang- und Bewegungslabor, in dem Sensoren und Kameras zum Einsatz kommen, wie sie auch in der Filmproduktion verwendet werden, um die Bewegungen der Kinder während der Therapie zu erfassen (Fox 9 Minneapolis). Das Labor wandelt den Gang eines Kindes in gemessene Gelenkwinkel und Schrittdaten um, die ein Therapeut von Termin zu Termin vergleichen kann.

Beiden Krankenhäusern liegt derselbe grundlegende Wandel zugrunde. Objektive Bewegungsdaten dienen nun als Grundlage für Entscheidungen zur Rehabilitation, die früher darauf beruhten, dass ein Arzt die Bewegungen eines Patienten beobachtete und sich ein Urteil bildete. Gemessene Gelenkwinkel, Zeitabläufe und Bewegungsumfänge liefern den Ärzten eine Dokumentation, die sie über Wochen hinweg verfolgen können, anstatt sich nur auf ihre Erinnerung an die letzte Sitzung verlassen zu müssen.

Diese Möglichkeit war bislang auf spezielle Einrichtungen beschränkt. Ein Ganglabor benötigt Platz, Kamerasysteme, kalibrierte Sensoren und einen festen Termin, sodass nur eine kleine Auswahl komplexer Fälle dort behandelt werden kann. Der Rest der Rehabilitation findet an Orten statt, an die keine Laborausrüstung gelangen kann – und genau dort setzt der nächste Abschnitt an.

Die blinde Stelle beim Heimtrainingsprogramm

Der größte Teil eines Rehabilitationsplans spielt sich dort ab, wo kein Therapeut ihn sehen kann. Ein Patient verlässt die Klinik mit einem Heimtrainingsprogramm und kehrt Tage oder Wochen später zurück, und alles, was in der Zwischenzeit passiert ist, wird als Selbstauskunft übermittelt. Man fragt, wie die Übungen gelaufen sind, der Patient sagt „gut“, und man nimmt diese Antwort einfach für bare Münze, weil man keine anderen Unterlagen hat.

Hinter dieser Vertrauenslücke verbergen sich die Details, die darüber entscheiden, ob die Genesung auf Kurs bleibt. Man kann nicht überprüfen, wie viele Wiederholungen ein Patient tatsächlich absolviert hat oder ob er eine Dehnung der hinteren Oberschenkelmuskulatur die vorgeschriebenen dreißig Sekunden lang gehalten oder bereits nach zehn Sekunden gelöst hat. Man kann nicht sehen, in welchem Moment die Tiefe seiner Kniebeuge nachgelassen hat oder sein Knie unter Belastung nach innen abgewichen ist. Bis zum nächsten Termin ist bereits eine Woche kompensierter Bewegung vergangen, und man korrigiert ein Bewegungsmuster, anstatt es frühzeitig zu erkennen.

Ganglabore in Krankenhäusern schließen diese Lücke nicht. Orlando Health und Gillette Children’s erfassen zwar präzise Bewegungsdaten, jedoch nur in einem speziellen Raum, für eine begrenzte Anzahl von Fällen und während einer festgelegten Sitzung. Diese Geräte liefern detaillierte diagnostische Erkenntnisse für eine Handvoll Patienten. Für das tägliche Heimtrainingsprogramm, das den Großteil jedes Rehabilitationsplans ausmacht, sind sie jedoch nutzlos.

Die gleiche Art der objektiven Bewegungserfassung, die sich in diesen Labors bewährt hat, hält nun auch Einzug in das Heimtrainingsprogramm. Anstatt die Bewegung nur einmal in einer Klinik zu messen, kann man sie nun jedes Mal erfassen, wenn ein Patient zu Hause trainiert, und die Ergebnisse bereits vor dem nächsten Termin einsehen – statt erst danach.

Motion-Capture hält Einzug in das Heimtrainingsprogramm

Wir haben unsere Motion-Capture-Funktion entwickelt, um genau diese objektive Bewegungserfassung in das Heimtrainingsprogramm selbst zu integrieren – und zwar ausschließlich mithilfe der Webcam, über die ein Patient ohnehin bereits verfügt. Wenn ein Patient eine verschriebene Übung in PhysiApp startet, erfasst die Funktion seine Gelenkwinkel in Echtzeit und verfolgt die Bewegung bestimmter Körperpunkte, ohne dass tragbare Sensoren oder auf die Haut geklebte Marker erforderlich sind. Ein Patient kann die App auf einem Laptop oder Smartphone öffnen und mit dem Training beginnen, ohne weitere Vorbereitungen treffen zu müssen – er muss lediglich die Kamera auf sich selbst richten.

Während der Sitzung zählt die Funktion automatisch jede Wiederholung und misst, wie lange ein Patient eine Dehnung oder eine isometrische Position hält. Sie vergleicht die Bewegung mit dem von Ihnen vorgeschriebenen Zielbewegungsumfang. Wenn die Körperhaltung von diesem Ziel abweicht, erhält der Patient eine sprachgesteuerte Anleitung, wie er sie korrigieren kann, sodass eine nach innen einknickende Kniebeuge oder ein zum Ausgleich hochgezogener Schulterzuck sofort und nicht erst beim nächsten Termin bemerkt wird.

Das Ergebnis sind objektive Trainingsdaten zu genau den Übungen, die Sie bereits verschrieben haben – generiert vom eigenen Gerät des Patienten in dessen Wohnzimmer. Wiederholungszahlen, Haltezeiten, Hinweise zur korrekten Ausführung und der im Vergleich zum Zielwert erreichte Bewegungsumfang basieren allesamt auf den von der Software tatsächlich beobachteten Bewegungen und nicht auf der Erinnerung des Patienten daran, wie die Trainingseinheit verlaufen ist.

Die Motion-Capture-Funktion befindet sich derzeit in der „Coming Soon“-Phase innerhalb von PhysiApp, und Ärzte können sich auf die Warteliste setzen lassen, um benachrichtigt zu werden, sobald sie verfügbar ist. Wir beschreiben dies hier, weil es eine umfassende Kategorieverschiebung konkretisiert. Die Art der objektiven Bewegungsmessung, wie sie Orlando Health und das Gillette Children’s Hospital in speziellen Laborräumen durchführen, lässt sich nun zunehmend in das tägliche Heimtrainingsprogramm integrieren – und zwar ganz ohne Laborkameras, Kraftmessplatten oder einen Klinikbesuch. Das verändert die Erkenntnisse, die man über die Zeit zwischen den Terminen gewinnen kann.

Was ändert sich für den Kliniker?

Die Sitzungsdaten werden direkt in dem Dashboard angezeigt, das Sie ohnehin bereits nutzen – ohne dass Sie eine separate App überprüfen oder nach neuen Berichten suchen müssen. Wenn ein Patient eine verschriebene Übung über PhysiApp absolviert, werden die gezählten Wiederholungen, die gemessenen Haltezeiten, die ausgelösten Warnungen zur Körperhaltung und der im Vergleich zum Zielwert erreichte Bewegungsumfang alle in derselben Therapeutensicht angezeigt, in der Sie das Programm erstellt haben. Sie öffnen die Patientenakte und sehen, was zwischen den Terminen tatsächlich passiert ist – und nicht nur eine vom Patienten selbst angegebene Zahl, an die er sich nur noch vage erinnert.

Diese objektive Aufzeichnung verändert die Fragen, die Sie beantworten können, noch bevor der Patient wieder hereinkommt. Anstatt zu fragen, ob er seine Übungen gemacht hat, können Sie sehen, dass er bei den Ausfallschritten 8 von 12 vorgeschriebenen Wiederholungen absolviert hat und dass bei der letzten Serie wiederholt eine Warnung wegen falscher Ausführung ausgelöst wurde. Sie kommen zum Folgetermin und wissen bereits, wo der Plan aufgegangen ist und wo er gescheitert ist, sodass Sie den Termin damit verbringen können, Anpassungen vorzunehmen, anstatt den Plan neu aufstellen zu müssen.

Motion Capture misst und erstellt Berichte. Es trifft keine Entscheidungen. Es zählt Wiederholungen, misst Haltezeiten und meldet, wenn ein Gelenkwinkel vom festgelegten Zielwert abweicht – und dabei bleibt es auch. Es stellt keine Diagnose, empfiehlt keine Trainingssteigerung und beurteilt nicht, ob die Abweichung für diesen bestimmten Patienten von Bedeutung ist. Sie werten die Zahlen vor dem Hintergrund Ihres gesamten Wissens über diese Person aus und entscheiden dann, ob Sie die Übung fortsetzen, pausieren oder ändern.

Das Ergebnis ist ein engerer Regelkreis zwischen dem, was Sie verordnen, und dem, was Sie überprüfen können. Ihr klinisches Urteilsvermögen bestimmt nach wie vor den Behandlungsplan. Die Daten liefern diesem Urteilsvermögen eine objektive Grundlage, auf der es aufbauen kann.

Was ändert sich für den Patienten?

Ein Patient, der eine verordnete Kniebeuge ausführt, sieht sich ein Handout oder ein Demonstrationsvideo an, doch keines von beiden gibt Aufschluss darüber, ob sein Knie nach innen knickt oder die Tiefe der Kniebeuge zu gering ist. Die Motion-Capture-Funktion in PhysiApp während der Übung über die Webcam die Gelenkwinkel und gibt eine Sprachansage, sobald die Körperhaltung vom Ziel abweicht. Wenn die Hüfte des Patienten unter den vorgeschriebenen Bereich absinkt oder eine Haltephase vorzeitig endet, erhält er noch während der Bewegung eine gesprochene Rückmeldung – und nicht erst am nächsten Morgen in Form eines roten Vermerks in einem Bericht.

Der richtige Zeitpunkt ist entscheidend, da sich die Bewegungsausführung unbemerkt verschlechtert. Ein Patient, der glaubt, die Übung korrekt auszuführen, verfestigt über Wochen hinweg das falsche Bewegungsmuster. Durch sprachgesteuerte Korrekturen während der Sitzung kann er seine Ausführung sofort anpassen und die Übungsserie mit der Bewegung abschließen, die sein Therapeut tatsächlich beabsichtigt hat.

Das beständigere Ergebnis sorgt für Vertrauen zwischen den Terminen. Viele Patienten brechen ein Heimtrainingsprogramm stillschweigend ab, weil sie sich unsicher sind, ob sie sich damit helfen oder schaden, und ein statisches Handout bietet ihnen keine Möglichkeit, dies zu überprüfen. Echtzeit-Hinweise zeigen dem Patienten an, wann eine Wiederholung zählt und wann sie korrigiert werden muss, sodass er jede Einheit mit der Gewissheit beendet, dass die Übung korrekt ausgeführt wurde. Diese Bestätigung sorgt dafür, dass die Patienten auch an den Tagen, an denen kein Therapeut zusieht – was auf die meisten Tage zutrifft –, weiterhin am Programm teilnehmen.

So funktionieren Datenschutz und Datenverarbeitung

Die Motion-Capture-Funktion Physitrack zeichnet niemals Videos auf und überträgt diese auch nicht. Die gesamte Erfassung der Gelenkwinkel erfolgt während der Sitzung direkt auf dem Gerät oder im Browser, und das Kamerabild verbleibt auf dem Gerät des Patienten. Nur strukturierte numerische Daten werden an Ihr Dashboard übermittelt, d. h. Wiederholungszahlen, Haltezeiten, Warnungen zur Ausführung sowie der im Vergleich zum Zielwert erreichte Bewegungsumfang. Es verlassen zu keinem Zeitpunkt Bilder oder Videos das Gerät des Patienten, sodass Ihr Patient in seinem Wohnzimmer trainieren kann, ohne dass ein Kamerastream irgendwohin übertragen wird.

Dieses Datenmodell ist aus zwei Gründen wichtig. Zum einen sorgt es dafür, dass sich der Patient wohl genug fühlt, um die Funktion tatsächlich zu nutzen, und zum anderen liefert es Ihnen klare, vergleichbare Zahlen anstelle von Videomaterial, das Sie sich sonst ansehen müssten.

Der Anwendungsbereich von Motion Capture ist bewusst eng gefasst. Das System zählt Wiederholungen, misst Gelenkwinkel und meldet, wenn die Körperhaltung eines Patienten vom vorgegebenen Ziel abweicht. Es stellt keine Diagnosen, empfiehlt keine Behandlungen und trifft keine klinischen Entscheidungen. Jeder Wert dient als Anhaltspunkt, den Sie interpretieren können, und Sie entscheiden über Fortschritte, Rückschritte oder eine Planänderung. Motion Capture misst und erstellt Berichte. Sie üben die Medizin aus.

Nur wenn das Instrument innerhalb dieser Grenzen eingesetzt wird, sind die objektiven Daten vertrauenswürdig. Man weiß genau, wofür jede Zahl steht, und man weiß, dass sie niemals das eigene Urteilsvermögen darüber ersetzt, was diese Zahl für einen bestimmten Patienten bedeutet.

Wo sich dies in den Technologie-Stack einer Klinik einfügt

Die Bewegungserfassung zu Hause ergänzt ein Ganglabor im Krankenhaus, ersetzt dieses jedoch nicht. Ein Ganglabor liefert nach wie vor die detaillierte, spezialisierte Analyse, die als Grundlage für Entscheidungen wie die Freigabe zur sportlichen Wiederaufnahme nach einer Kreuzbandverletzung dient. Die Bewegungserfassung Physitrack erfüllt eine andere Aufgabe: Sie erfasst die täglich verordneten Übungen, die ein Patient zwischen den Terminen zu Hause durchführt, wo keine Laborgeräte zur Verfügung stehen.

Physitrack in erster Linie eine Plattform für Heimtrainingsprogramme. Die Bibliothek mit über 18.000 Übungen und der intelligente Such- und Programmgenerator legen fest, was Therapeuten verschreiben. Motion Capture und die therapeutische Fernüberwachung ergänzen diese Verschreibung durch objektive Sitzungsdaten, sie definieren die Plattform jedoch nicht neu.

Wenn Sie eine Klinik leiten und derzeit über diese Kategorie nachdenken, sollten Sie sie anhand einer einfachen Frage bewerten: Möchten Sie objektive Nachweise darüber, was Patienten zwischen den Terminen tatsächlich absolviert haben – und zwar in einem Dashboard, das Ihre Ärzte bereits nutzen? Physitrack Motion-Capture-Funktion Physitrack beantwortet diese Frage, ohne den Arbeitsablauf zu verkomplizieren, und überlässt jede klinische Entscheidung dem Arzt. Sie können sich in PhysiApp auf die Warteliste setzen lassen, PhysiApp die Funktion auf ihre Veröffentlichung hinarbeitet.