Neurologische Erkrankungen wie Parkinson oder Alzheimer, diffuse Ängste vor Alltagssituationen oder Altersbeschwerden mit motorischen Einschränkungen führen oftmals dazu, dass sich die Betroffenen aus ihrer sozialen Umgebung zurückziehen. Bei Parkinson-Patienten treten oftmals Gehblockaden ein, das sogenannte „Freezing“, bei denen die Erkrankten wie versteinert sind und ohne fremde Hilfe kaum einen Schritt gehen können. Im Projekt VERVE arbeiteten Forscher des DFKI eng mit Neurowissenschaftlern des Trinity College in Dublin zusammen, um herauszufinden, ob sich die Gehblockaden durch gezieltes Training in virtuellen Welten reduzieren lassen.
Am DFKI Forschungsbereich Agenten und Simulierte Realität wurde dafür ein „Serious Game“ entwickelt, bei dem die Patienten in einer virtuellen 3D-Umgebung mit Situationen konfrontiert werden, die in der realen Welt oft solche Gehblockaden auslösen. Dabei laufen die Spieler auf einem Wii Balance Board durch ein virtuelles Labyrinth, das unterschiedlich viele Elemente enthält, die Gehblockaden provozieren. Durch das Training sollen die Betroffenen lernen, mit den Blockaden umzugehen.
Der spielerische Charakter der Übungen soll dazu motivieren, das Training über das verordnete Pensum hinaus fortzusetzen. Dafür, dass die Trainingseinheiten nicht nur in der Klinik oder im Rehazentrum stattfinden können, sondern auch beim Patienten zu Hause, sorgt XML3D. Die 3D-Internet-Technologie wurde vom DFKI in Zusammenarbeit mit dem Intel Visual Computing Institute der Universität des Saarlandes im Rahmen von VERVE weiterentwickelt. Die Verwendung von XML3D erlaubt außerdem die Begleitung des Trainingsverlaufs und die individuelle Anpassung des Schwierigkeitsgrads durch den behandelnden Arzt.
20 Parkinson-Patienten haben an den zweiwöchigen Tests teilgenommen. Dafür haben sie im Testzeitraum täglich 20 Minuten am Universitätskrankenhaus Dublin im virtuellen Labyrinth trainiert. Die Ziele wurden erreicht: Es gelang, die Gehblockaden zuverlässig in der virtuellen Welt auszulösen. Dadurch konnten die Neurowissenschaftler erstmals mit EKG-Messungen die Gehirnsignale identifizieren, die sich bei Patienten mit Gehblockaden verändern. Darüber hinaus hatte das Training einen positiven Effekt auf das Selbstvertrauen, das Koordinationsvermögen und die kognitive Flexibilität.
Die Resonanz der Teilnehmer war durchweg positiv: die überwiegende Mehrheit der Patienten berichtete, dass sich durch das Training die Zeiträume ohne Freezes deutlich verlängert hätten. Besonders Patienten mit schweren Gehstörungen erlebten sogar erstmals seit Ausbruch ihrer Krankheit blockadefreie Zeiten von bis zu zwei Tagen. Die Möglichkeit, das Spiel zu Hause spielen zu können, wurde ausdrücklich begrüßt.
VERVE startete am 1. Oktober 2011 und wurde im 7. Forschungsrahmenprogramm der Europäischen Union unter dem Förderkennzeichen FP7-ICT- 288914 über eine Laufzeit von drei Jahren gefördert.
XML3D – Technologie für das 3D-Internet
Mit XML3D lassen sich dreidimensionale Webseiten erstellen und mit fast jedem Web-Browser auf allen PC‘s und mobilen Geräten betrachten. Als minimale und nahtlose Erweiterung des bisherigen HTML-Standards muss die Technologie nicht von Grund auf neu erlernt werden. Die Nutzung für Spiele und Produktpräsentationen ist naheliegend. Aber es gibt auch darüber hinaus viele neue interessante Anwendungsgebiete: Interaktive Visualisierung von Datensätzen, kollaborative Fabrikplanung und -steuerung im Kontext von Industrie 4.0, Training von Unfallszenarien für Rettungskräfte und Baustellenlogistik sind nur einige der vielen Themen, die am DFKI im Rahmen von Industrie- und Forschungsprojekten behandelt werden.
Dass die Einführung und der Einsatz von XML3D kostengünstig sind, macht die Technologie interessant für den Gesundheitssektor. Mit Hilfe des technischen Know-how aus dem DFKI hat das Universitätsklinikum Homburg/Saar bereits eine dreidimensionale Patientenaufklärung zur Kernspin-Tomographie (MRT) in XML3D entwickelt.
Kontakt
Kristian Sons
Forschungsbereich Agenten und Simulierte Realität
Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, DFKI
Campus D 3 2
D-66123 Saarbrücken
Tel.: +49 681 85775 3833
Kristian.Sons@dfki.de
