Virtuelle Realität unterstützt Rehabilitation der Handfunktion nach Schlaganfall
Ein Schlaganfall kann die neuronale Verbindung zwischen Gehirn und Handmuskulatur stören, was oft mit erheblicher chronischer Beeinträchtigung der Handfunktion einhergeht. Dabei kommt es zu Versteifungen der Muskulatur, Verlust an Kraft und Geschicklichkeit sowie unkontrollierten Spastiken. „Obwohl dies eine enorme Behinderung im Alltag darstellt, sind die Möglichkeiten, die Handfunktion nach einem Schlaganfall wiederherzustellen, noch begrenzt“, erklärt Joseph Galea, Forscher für motorische Neurowissenschaften an der Universität Birmingham. Unterstützt durch das EU-finanzierte Projekt ImpHandRehab wollte Galea dies ändern.
Interaktive Videospiele zur Verbesserung der Geschicklichkeit
Bei der Entwicklung von Interventionen zur Wiederherstellung der Handfunktion nach einem Schlaganfall waren bislang vor allem die Kosten eine Hürde, da Technik zur Messung einzelner Fingerbewegungen noch sehr teuer ist. Diese Hürde räumte das Projekt, das über den Europäischen Forschungsrat finanziert wurde, nun mit handelsüblicher Technologie mit virtueller Realität (VR) aus. „Zunächst zeigten wir, dass die handelsübliche Fingertracking-Software neuerer VR-Headsets für diese Art von Rehabilitation völlig ausreicht“, erklärt Galea. „Und sie ist nicht nur gut geeignet, sondern auch sehr preiswert.“ Der nächste Schritt war die Entwicklung zweier spannender VR-Games, in deren Spielverlauf immer komplexere Handbewegungen ausgeführt werden müssen. „Dabei muss die Bewegung virtueller Objekte (z. B. ein Ballon) koordiniert und Hindernissen ausgewichen werden, was immer schnellere und genauere Fingerfertigkeit erfordert“, so Galea.
Belohnung als Anreiz
Eine wichtige Erkenntnis war für Galea der Zusammenhang zwischen Motivation beim Spielen und zu erwartender Belohnung, d. h. je mehr Punkte oder Münzen zu gewinnen waren, desto höher waren Anstrengung und Leistung. Vor allem zeigte sich, dass die durch langes Spielen trainierte Handfunktion auch nach Absetzen des VR-Headsets anhielt. Obwohl das ImpHandRehab-System die Handfunktion nach einem Schlaganfall zwar nachhaltig verbessert, ist es Galea zufolge vorerst nur als Ergänzung herkömmlicher Rehabilitation gedacht. „Unsere Lösung soll traditionelle Techniken ergänzen“, betont er, „und idealerweise zu Hause genutzt werden, um die Motivation für eine Rehabilitation zu steigern.“
Herausforderungen für das Projekt durch COVID
Obwohl ImpHandRehab letztlich eine kostengünstige Intervention zur Wiederherstellung der Handfunktion mit erschwinglicher, hochmoderner VR-Technologie gelang, war die globale COVID-19-Pandemie ein enormer Störfaktor. „COVID beeinträchtigte unsere Arbeit erheblich“, wie Galea ausführt. „Anfangs waren Tests nur online möglich und mit Teilnehmenden, die ein eigenes VR-Headset besaßen.“ Dann musste ein Gerät entwickelt werden, dass möglichst das Ansteckungsrisiko minimiert. „Vorgesehen war zunächst ein maßgeschneiderter Handschuh, der aber aus hygienischen Gründen verworfen und durch entsprechende Kameratechnik ersetzt wurde“, fügt Galea hinzu. Nach Lockerung der Maßnahmen konnte die Arbeitsgruppe das System nun mit real Anwesenden testen. Auch stehen inzwischen Finanzmittel für den Test der Intervention mit Schlaganfallüberlebenden im klinischen Umfeld bereit.
Schlüsselbegriffe
ImpHandRehab, virtuelle Realität, VR, VR-Headset, VR-Spiele, Schlaganfall, Schlaganfallüberlebende, gestörte Handfunktion, Rehabilitation, Motion-Tracking, Bewegungsverfolgung
