ULTRAWEAR - Ultraschall-basiertes Wearable als Biofeedback-System für ein effektives Training bei chronischen Rückenschmerzen

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ULTRAWEAR - Projektsteckbrief

Motivation

Bei Erkrankungen wie entzündlichen rheumatischen Erkrankungen, Spondylolisthesis, Skoliose, Morbus Bechterew, Morbus Scheuermann oder Bandscheibenvorfällen sind chronische Rückenschmerzen ein häufiges Symptom. Die Physiotherapie, insbesondere die segmentale Stabilisation, soll dabei eine Stärkung der Muskeln des unteren Rückens fördern. Die klinische Anwendung zeigt jedoch, dass es schwierig ist, die Ansteuerung der zu trainierenden Muskelgruppen zu spüren, da diese nicht an der Körperoberfläche liegen und keine große Kraftentfaltung angestrebt wird. Aus diesem Grund ist es eine möglichst präzise Rückmeldung über die Aktivierung der Muskeln entscheidend.

Ziele und Vorgehen

Ziel des Projektes ULTRAWEAR ist die Entwicklung eines ultraschallbasierten Tragegeräts, das dem Patienten Biofeedback über die Genauigkeit der Trainingsanstrengungen in der Physiotherapie gibt. Die Grundlage dafür soll die ultraschallbasierte Analyse der tiefen Bauch- und Rückenmuskelkontraktion sein. Die aufgenommenen Ultraschallsignale werden mit sogenannten Deep-Learning- Ansätzen analysiert, aus welchem dann ein visuell verständliches Biofeedback generiert und an den Patienten oder die Patientin gegeben wird. Das Ziel ist die Überwachung der korrekten Durchführung des Trainings der segmentalen Stabilisierung durch das Wearable. Die Zielgruppe sind Patienten mit chronischen Rückenschmerzen.

Innovationen und Perspektiven

Das ULTRAWEAR System wird als Low-Cost-Hardware konzipiert und ermöglicht so einen breiten Einsatz in physiotherapeutischen Praxen, Reha-Zentren und (in einer späteren Phase) im häuslichen Umfeld. Zum anderen wird der Einsatz von Machine-Learning-Ansätzen eine automatisierte Auswertung und damit ein einfaches Patientenfeedback ermöglichen. Beides zusammen wird dazu führen, dass Patienten schneller und effektiver für die adäquate Stärkung der entscheidenden Rumpfmuskulatur trainiert werden können, so dass der Therapieerfolg sicherer wird.

Projektdauer

10/2020 - 09/2021

Mitarbeitende

Luis Perotti

wissenschaftlicher Mitarbeiter

Oskar Stamm

wissenschaftlicher Mitarbeiter

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