Kurz &
knapp

- Worum es geht -

Forschungsprojekt MightyU – Kinder mit infantiler Cerebralparese (ICP) spielerisch therapieren

MightyU ist ein außergewöhnliches Forschungsprojekt, das Kindern mit Infantiler Cerebralparese, kurz: ICP oder auch CP genannt. ICP ist eine chronische Bewegungsstörung, die durch eine frühkindliche Hirnschädigung ausgelöst wird.

Mit den Ansätzen der Gamification und Virtual Reality möchte MightyU erreichen, dass die betroffenen Kinder und Jugendlichen ihre Therapieübungen spielerisch und selbstständiger zu Hause durchführen können. Das macht es für die jungen Patienten deutlich angenehmer und einfacher, ihre Übungen in gewohnter Umgebung und somit auch viel regelmäßiger durchführen zu können, was bei Infantiler Cerebralparese unglaublich wichtig ist.

Das Projekt will somit den jungen Patienten selbst zu mehr Eigenständigkeit und Teilhabe am gesellschaftlichen Leben zu verhelfen, aber auch deren Angehörigen und Pfleger zu entlasten. So wird der Alltag für alle Betroffenen ein wenig angenehmer gestaltet werden können.

Das MightyU Projekt ist auf eine Laufzeit von drei Jahren angelegt, in denen die spielerische Therapieanwendung von Grund auf speziell für die Bedürfnisse von Kindern mit Infantiler Cerebralparese konzipiert und entwickelt wird.

Infantile
Cerebral-
parese

Was ist das genau

Infantile Cerebralparese – Definition und Symptome

Die Cerebrale Bewegungsstörung ICP wird durch eine frühkindliche Hirnschädigung hervorgerufen, welche eine Störung der Muskulatur und des Nervensystems verursacht. Die Ursachen der ICP können sehr unterschiedlich sein. Sauerstoffmangel, Infektionen, oder weitere Komplikationen vor, während oder kurz nach der Geburt können das Gehirn eines Säuglings sehr schwer schädigen. Infantile Cerebralparese kann verschiedene Formen haben:

Die typische Spastik ist eines der häufigsten Symptome bei ICP. Doch auch die Formen der Athetose und der Ataxie kommen nicht selten vor. Unter einer Spastik versteht man die Störung des Wechselspiels zwischen An- und Entspannung der Muskeln. Der Muskeltonus wird enorm erhöht (es kommt zur sogenannten Hypertonie) und die Muskulatur verhärtet sich. So bekommt der Patient eine sehr starre Körperhaltung. Die spastischen Störungen haben Auswirkungen auf den Gleichgewichtssinn und die Feinmotorik.

Ataxie meint die gestörte Koordination von Bewegungsabläufen in der Cerebralparese. Hier ist die Grundspannung der Muskulatur zu gering (auch Hypotonie genannt), was die Bewegungen weniger zielsicher macht. Sie wirken oft unharmonisch und fahrig.

Die Athetose ist die seltenste Form der Cerebralparese und sie bewirkt einen stark wechselnden Muskeltonus. Während in den Ruhephasen die Muskelspannung zu gering ist, wechselt sie bei Aktivität zwischen Hypertonie und Hypotonie hin und her. Diese plötzlichen Bewegungsimpulse führen zu spontan ausfahrenden oder geschraubten Bewegungen der Arme und Beine. Auch die Kopfkontrolle der Kinder ist stark beeinträchtigt, was das Aufrichten erheblich erschwert.

In schweren Fällen lässt sich eine Cerebralparese bereits kurz nach der Geburt erkennen, bei anderen erst nach 12-16 Wochen. Meistens wird eine ICP aber nach dem ersten Lebensjahr diagnostiziert.

Gehirn und Motorik

Grafik zur Veranschaulichung der Unterschiede zwischen gesundem und gestörtem Kreislauf

Cerebralen Bewegungsstörungen,
können in drei Ausprägungen vorkommen:

Gesunder Kreislauf

Das Gehirn gibt Befehle an den Bewegungsapparat
Ausgeführte Aktionen werden zurück an das Gehirn gemeldet

Gestörter Kreislauf

Bei ICP gibt das Gehirn fehlerhafte Informationen an den Bewegungsapparat
Die Folge: Aktionen werden nicht oder fehlerhaft ausgeführt und können nicht an das Gehirn zurückgemeldet werden (Hemmung von Nervensystem und Muskulatur)

Spastik

Erhöhte Muskelspannung
Störung des Wechselspiels zwischen Anspannung und Entspannung

Ataxie

Niedrige Muskelspannung
Schwierigkeit, Bewegungen zielsicher auszuführen

Athetose

Wechselnde Muskelspannung
Ausfahrende Bewegungen bei abrupten Impulsen

Gibt es gegen Infantile Cerebralparese eine Therapie?

Eine Heilung ist leider bei dieser chronischen Störung nicht möglich. Es gibt aber bei Infantiler Cerebralparese Therapiemöglichkeiten, die den Alltag etwas angenehmer gestalten und den Kindern mehr Beweglichkeit schenken sollen. Darum ist die häufigste Option für Infantile Cerebralparese die Ergotherapie. Es wird ein spezieller Therapieplan erstellt, der in Zusammenarbeit mit den Ärzten, Therapeuten, Angehörigen und natürlich den jungen Patienten selbst umgesetzt wird.

An diesem Punkt möchte MightyU ansetzen und den Kindern die Möglichkeit bieten, ein wenig mehr Spaß in die Übungen einzubinden, so dass sie diese freiwillig häufiger ausüben und das nach Möglichkeit selbstständiger als bisher.

Das
Projekt

Idee, Aufbau und Überblick

Wie kann MightyU bei der Therapie von Infantiler Cerebralparese (ICP) unterstützen?

MightyU will durch eine gamifizierte Anwendung eine Förderung und Effizienzsteigerung von Therapieangeboten für ICP-Patienten bieten.

Durch die spielerische Anwendung sollen die jungen ICP Patienten motiviert werden, ihre Bewegungsübungen eigenständig und vor allem regelmäßiger durchzuführen. Je öfter sie die Übungen vornehmen, desto positiver wirkt es sich auf ihre Beweglichkeit aus. Zu Hause und auf spielerische Art und Weise ist die Motivation höher als in einer Arzt- oder Therapiepraxis. Über die Spielekonsole und die ortsunabhängige Web-Plattform können sie die die Übungen sogar gemeinsam mit anderen Kindern ausführen.

Wie aber sind die medizinischen Übungen der ICP Therapie mit der technischen Spielekonsole vereinbar? Für diesen Kernpunkt arbeiten wir mit verschiedenen Partnern zusammen, um zu prüfen, welche Sensoren sich am besten eignen und wie die Übermittlung der Daten in die Spieleumgebung optimal gelingt.

Die Auswertung findet hinterher durch den behandelnden Arzt oder Therapeuten statt, der auch den individuellen Therapieplan für die Infantile Cerebralparese-Behandlung aufstellt. Die Werte und Daten werden in verschlüsselter Form an die elektronische Fallakte (EFA) übermittelt, wo die Ärzte und Therapeuten sie einsehen und auswerten können, um gegebenenfalls Anpassungen an den notwendigen Übungen vornehmen zu können.

MightU Projektststart

Februar 2019

Wie lange läuft das MightyU-Projekt?

Die Laufzeit für MightyU wurde auf drei Jahre festgesetzt.

Kostenfaktor: Das Spiel sollte mit möglichst wenig finanziellem Aufwand zu Hause bei der Familie nutzbar sein.
Es sollten nicht mehr als ein, höchstens zwei, Sensoren vor der Nutzung angebracht werden müssen, um die Eltern nicht zu überfordern.
Haptisches Feedback ermöglichen (drücken eines Balls, Kissen).
Spielmechanik muss je nach kognitiven und motorischen Fähigkeiten des Kindes angepasst werden können (z.B. Zeit zum Lösen einer Aufgabe, evtl. Präzision / Toleranz, Häufigkeit etc.).

Das Ziel von MightyU ist es, den Kindern die Benutzung und die Ausführung der Übungen so angenehm wie möglich zu gestalten.

Projektförderung macht MightyU möglich

Um Kindern mit Infantiler Cerebralparese die Behandlung und die Teilhabe am gesellschaftlichen Leben zu vereinfachen, hat unser Projekt einige Unterstützer, die fleißig ihren Teil beitragen und auch Förderer, die uns helfen, die erforderlichen Mittel zu bekommen, um effektiv an den Behandlungsmethoden und der Entwicklung des MightyU-Projektes arbeiten zu können. Wir freuen uns, als Förderer auf unserer Seite zu haben:

das Bundesministerium für Bildung und Forschung

Welche Anforderungen müssen für diese ICP Therapieform erfüllt sein?

Damit die gamifizierte Therapieanwendung auch effektiv angewandt werden kann, ist es wichtig, dass vorab ein paar Anforderungen erfüllt sein müssen. So darf es technisch nicht zu kompliziert sein, damit die Eltern und Kinder es im Rahmen der ICP Therapie auch selbstständig bedienen können. Auch darf es nicht zu viel kosten, da es sich sonst die eigentlich anvisierte Zielgruppe unter Umständen nicht leisten kann. Obendrein darf selbstverständlich auch der Datenschutz nicht zu kurz kommen, gerade bei der Übermittlung der medizinischen Daten in die elektronische Fallakte (EFA). Hier eine Übersicht der für uns wichtigsten Anforderungen:

Sensoren müssen Muskelaktivität und Lage messen können, um für den Anwendungsfall geeignet zu sein (EMG + kinematische Daten).
Darstellung auf großem Bildschirm oder VR.
Das Spiel muss im Rollstuhl (im Sitzen) spielbar sein.
Kostenfaktor: Das Spiel sollte mit möglichst wenig finanziellem Aufwand zu Hause bei der Familie nutzbar sein.
Es sollten nicht mehr als ein, höchstens zwei, Sensoren vor der Nutzung angebracht werden müssen, um die Eltern nicht zu überfordern.
Haptisches Feedback ermöglichen (drücken eines Balls, Kissen).
Spielmechanik muss je nach kognitiven und motorischen Fähigkeiten des Kindes angepasst werden können (z.B. Zeit zum Lösen einer Aufgabe, evtl. Präzision / Toleranz, Häufigkeit etc.).

Das Ziel von MightyU ist es, den Kindern die Benutzung und die Ausführung der Übungen so angenehm wie möglich zu gestalten.

Welchen Herausforderungen sieht sich das MightyU Projekt gegenüber?

Erörterung, wie existierende Technologien und Produkte der erweiternden Realität (Virtual Reality, Augmented Reality, Mixed Reality) im Rahmen der Therapie Akzeptanz gewinnen können
Ermöglichen, die innovative Therapie öffentlich und nutzerorientiert zu erleben
Berücksichtigung aller relevanten gesetzlichen Rahmenbedingungen
Ermittlung von Stärken und Schwächen der Therapie im Austausch aller Projektbeteiligten

Der
Therapieablauf

MightyU in der ICP Therapie – vom Grundgedanken bis zur Auswertung

Die Ansätze der Gamification bringt neben der Motivation für die Patienten eine Menge Vorteile mit sich. Um das Konzept zu verstehen, erläutern wir den Therapieablauf einmal im Detail.

Person mit Gerät zur Darstellung der Virtuellen Realität

ICP Therapie durch gamifizierte Anwendung

Der Spieler kann die ICP Therapie ortsunabhängig durchführen, also auch im heimischen Wohnzimmer. Zur Förderung sozialer Interaktion trotz Cerebralparese kann die Anwendung auch mit mehreren Spielern gespielt werden. Die Spieler agieren gemeinsam im Team und müssen miteinander kommunizieren, um die Aufgabe erfolgreich abschließen zu können.

Sensoren übertragen die Muskelbewegung
des ICP Patienten ins Spiel

Zur Wahrnehmung der Muskelbewegungen werden durch den Einsatz von Elektromyografie (EMG) die Aktionspotentiale der entsprechenden Körperregionen eines ICP Patienten in die digitale Anwendung übertragen. Durch die Spielumgebung soll eine Motivation erzielt werden, die Übungen kontinuierlich – auch im häuslichen Umfeld durchzuführen.

Auswertung des Spiels erfolgt
durch den Arzt oder Therapeuten

Die Eingangsdaten zur Spielsteuerung sollen weiterhin durch moderne Methoden der Datenverarbeitung dazu genutzt werden, den individuellen Therapieplan zur Cerebralparese Therapie bei Bedarf einfach anpassen zu können. Durch den Einsatz und die Anbindung der elektronischen Fallakte (EFA) kann der Arzt / Therapeut Einsicht in den Therapieverlauf im häuslichen Umfeld nehmen und ggf. ereignisinduziert Anpassungen vornehmen oder notwendige Maßnahmen einleiten.

Die
Projekt-
Beteiligten

Wer treibt MightyU voran?

Ein Projekt ist nur so gut wie seine Teammitglieder, Helfer und Unterstützer. Wir haben viele Partner und Förderer und sie alle sorgen dafür, dass MightyU den Kindern mit ICP eine bessere Option in der Cerebralparese Therapie bieten kann.

Hier ein Überblick über die einzelnen Beteiligten:

Fördermittelgeber