Haptik in der digitalen Neurorehabilitation – neue Ansätze für die Therapie von Menschen mit Neglect
Die Digitalisierung der Neurorehabilitation beschränkt sich längst nicht mehr auf Software oder virtuelle Trainingsprogramme. Moderne Technologien eröffnen neue Möglichkeiten, therapeutische Konzepte mit interaktiven Geräten zu unterstützen und dabei unterschiedliche Sinneskanäle gezielt einzubeziehen. Ein Beispiel hierfür ist die Entwicklung haptischer Therapiegeräte für Menschen mit Neglect nach einem Schlaganfall.
Neglect – eine besondere Herausforderung in der Rehabilitation
Ein Schlaganfall zählt weltweit zu den häufigsten Ursachen für bleibende neurologische Einschränkungen. Eine häufige Folge rechtshemisphärischer Hirnläsionen ist das Neglect-Syndrom. Betroffene nehmen Reize einer Körper-, Objekt- oder Raumhälfte nur eingeschränkt wahr, obwohl die Sinnesorgane selbst intakt sind. Dadurch werden alltägliche Aktivitäten sowie der Rehabilitationsverlauf erheblich erschwert [1].
Die Rehabilitation verfolgt daher das Ziel, die Aufmerksamkeit gezielt auf die vernachlässigte Seite zu lenken und die aktive Exploration zu fördern. Trotz zahlreicher etablierter Therapieansätze besteht weiterhin Bedarf an innovativen, evidenzbasierten Unterstützungssystemen [2].
Warum Haptik?
Viele digitale Therapiesysteme konzentrieren sich auf visuelle und akustische Reize. Der haptische Sinn wird dagegen bislang vergleichsweise selten berücksichtigt. Gleichzeitig zeigen aktuelle Arbeiten, dass multisensorische Therapieansätze das Potenzial besitzen, unterschiedliche Wahrnehmungskanäle miteinander zu verbinden und therapeutische Übungen sinnvoll zu ergänzen [2,3].
Das aktive Ertasten unterschiedlicher Oberflächen verbindet sensorische Wahrnehmung, Aufmerksamkeit und motorische Aktivität. Gerade bei Patient:innen mit Neglect eröffnet dies interessante Möglichkeiten, klassische Explorationstrainings durch technische Unterstützung zu erweitern.
Abbildung 1: Unterschiedliche haptische Taster-Designs zur Erweiterung des Explorationstrainings um den Tastsinn. Quelle: Hassler, 2020.
Von der physiotherapeutischen Anforderung zum technischen Konzept
Vor diesem Hintergrund entstand an der Hochschule Campus Wien ein Forschungsprojekt mit dem Ziel, Anforderungen an zukünftige interaktive Therapiegeräte systematisch zu erheben. Im Mittelpunkt stand zunächst nicht die Entwicklung eines marktreifen Medizinprodukts, sondern die Frage, welche Eigenschaften ein technisches System aus Sicht der therapeutischen Praxis erfüllen sollte.
Hierfür wurden erfahrene Physiotherapeut:innen im Rahmen qualitativer Experteninterviews in den Entwicklungsprozess eingebunden. Auf Basis ihrer Erfahrungen wurden zunächst Anforderungen an ein Therapiegerät erhoben und anschließend zwei aufeinander aufbauende Prototypen entwickelt und evaluiert. Dieser iterative Entwicklungsprozess ermöglichte es, technische Lösungen konsequent an den Anforderungen der therapeutischen Praxis auszurichten.
Interaktive Therapiegeräte neu gedacht
Die entwickelten Prototypen kombinierten visuelle, akustische und insbesondere haptische Reize. Ziel war es, die aktive Exploration der betroffenen Seite zu unterstützen und gleichzeitig eine möglichst flexible Anpassung an unterschiedliche therapeutische Anforderungen zu ermöglichen.
Aus dem Forschungsprozess gingen mehrere Designprinzipien hervor:
- Integration haptischer Elemente als zusätzlicher Wahrnehmungskanal,
- Kombination verschiedener Sinnesmodalitäten,
- Individualisierung therapeutischer Übungen,
- modulare Erweiterbarkeit,
- konsequente Orientierung an den Anforderungen von Therapeut:innen und Patient:innen.
Der entwickelte Prototyp war bewusst als Forschungsplattform konzipiert. Ziel war nicht die klinische Wirksamkeitsprüfung, sondern die systematische Erarbeitung von Gestaltungsempfehlungen für zukünftige interaktive Therapiegeräte.
Abbildung 2: Weiterentwickelter Prototyp eines haptisch-interaktiven Therapiegeräts zur Unterstützung der Neglect-Therapie. Quelle: Hassler, 2020.
Bedeutung für die Medizininformatik
Das Projekt verdeutlicht exemplarisch, wie interdisziplinäre Forschung an der Schnittstelle von Medizininformatik, Human-Computer Interaction, Embedded Systems und Physiotherapie entstehen kann. Innovative Gesundheitsanwendungen entstehen nicht allein durch neue Technologien, sondern vor allem durch die enge Zusammenarbeit zwischen technischen und klinischen Disziplinen.
Die im Projekt entwickelten Designprinzipien bildeten zugleich die Grundlage für nachfolgende technische Entwicklungsarbeiten. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wurden in späteren Projekten moderne Embedded-Systeme, drahtlose Kommunikation und Sensorik integriert, um den Weg in Richtung klinischer Anwendung weiter vorzubereiten.
Quelle: Hassler M. Prototypentwicklung zur Unterstützung der Therapie von Personen mit Neglect-Symptomatik nach einem Schlaganfall. Masterarbeit, FH Campus Wien; 2020.
Referenzen:
[1] Barrett AM, Houston KE. Update on the Clinical Approach to Spatial Neglect. Curr Neurol Neurosci Rep. 2019;19:25.
[2] Bowen A, et al. Non-drug treatments for spatial neglect following stroke or adult-acquired brain injury. Cochrane Database Syst Rev. 2021.
[3] Teruel MA, Oliver M, Montero F, Navarro E, González P. Multisensory Treatment of the Hemispatial Neglect by Means of Virtual Reality and Haptic Techniques. 2015.