INS 113.826 Objective orthosis fittings

MOWA 3D entwickelt ein mobiles Ganganalysesystem zur objektiven Orthesenanpassung und einen orthesenintegrierten Sensor zum Monitoring von Gangbildveränderungen und der Gewährleistung der Orthesenfunktion.

Steckbrief

Beteiligte Departemente Technik und Informatik
Institut(e) Institute for Microtechnologies and Medical Engineering IMME
Forschungseinheit(en) IMME / Labor für Biomedical Engineering
Förderorganisation Innosuisse
Laufzeit (geplant) 01.09.2024 - 28.02.2027
Projektleitung Prof. Dr. Volker M. Koch
Projektmitarbeitende Bela Wasco Lauter
Dorian Thomet
José Inácio
Lukas Affolter
Marco Daniel Portmann
Marco Wyss
Tobia Brusa
Partner MOWA Healthcare AG
Universität Basel

Ausgangslage

Menschen mit neuroorthopädischen Erkrankungen sind häufig auf Unterschenkelorthesen angewiesen, um Mobilität, Sicherheit und Teilhabe im Alltag zu verbessern. Während konfektionierte Orthesen nur begrenzte Anpassungsmöglichkeiten bieten, sind individuell gefertigte Lösungen mit hohem Zeit- und Ressourcenaufwand verbunden und lassen sich nachträglich oft kaum verändern. Die Auswahl und Konfiguration einer geeigneten Orthese basiert heute überwiegend auf klinischer Beobachtung, visueller Ganganalyse und der Erfahrung von Orthopädietechnikern. Häufig werden verschiedene Lösungsansätze erprobt, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Dieser Trial-and-Error-Prozess ist zeit- und kostenintensiv und kann die Versorgungsqualität beeinträchtigen. Verfahren zur objektiven Bewegungsanalyse existieren zwar, ihr Einsatz ist jedoch meist auf spezialisierte Einrichtungen mit entsprechender Infrastruktur beschränkt. Gleichzeitig fehlen praxistaugliche Lösungen, die objektive Bewegungsdaten für die Orthesenversorgung erfassen und Veränderungen von Gangbild und Orthesenfunktion im Alltag nachvollziehbar dokumentieren. In einem Vorgängerprojekt wurde die Machbarkeit einer mobilen 3D-Ganganalyse auf Basis tragbarer Sensortechnologie nachgewiesen. Darauf aufbauend wird die Lösung für den Einsatz im orthopädietechnischen Versorgungsalltag weiterentwickelt und validiert. Ergänzend wird das Potenzial eines in die Orthese integrierten Sensors für das Monitoring im Alltag untersucht.

Vorgehen

Das Projekt verfolgt das Ziel, eine mobile, objektive, validierte und einfach anwendbare 3D-Ganganalyse für die Orthopädietechnik bereitzustellen, die unabhängig von komplexen Ganglaboren eingesetzt werden kann. Dadurch soll die orthesengestützte Versorgung von Patientinnen und Patienten mit neurologisch bedingten Bewegungseinschränkungen auf Basis objektiver Bewegungsdaten verbessert werden. Zusätzlich soll eine Möglichkeit geschaffen werden, das Bewegungsverhalten auch außerhalb von Patiententerminen zu erfassen, Veränderungen frühzeitig zu erkennen und Anpassungen gezielter einzuleiten. Im Rahmen des Projekts werden bestehende technologische Ansätze zu einer praxistauglichen Lösung weiterentwickelt. Ziel ist es, orthesenrelevante Bewegungs- und Nutzungsdaten standardisiert zu erfassen und für die Bewertung der Versorgung nutzbar zu machen. Dadurch sollen Versorgungsentscheidungen stärker datenbasiert, nachvollziehbar und individuell auf die Bedürfnisse der Patientinnen und Patienten abgestimmt werden. Als Ergebnis soll eine Lösung entstehen, die objektive Bewegungsanalysen und digitale Verlaufsbeobachtungen in den Versorgungsalltag integriert und Fachpersonen dabei unterstützt, Therapie- und Versorgungsergebnisse nachhaltig zu verbessern.

Ergebnisse

In dem gemeinsamen Forschungsprojekt entwickelt Berner Fachhochschule die technologischen Grundlagen für die mobile Bewegungsanalyse weiter und arbeitet an Verfahren zur zuverlässigen Erfassung und Auswertung orthesenrelevanter Bewegungsdaten. Zudem werden Ansätze untersucht, um Bewegungs- und Nutzungsinformationen auch außerhalb von Patiententerminen erfassen und auswerten zu können. Die Universität Basel unterstützt das Projekt durch die Definition klinisch relevanter Zielgrößen sowie die Planung und Durchführung der wissenschaftlichen Evaluation. Hierzu werden in zwei Studien Daten von gesunden Personen und Orthesenträgerinnen und Orthesenträgern erhoben und die entwickelten Verfahren hinsichtlich ihrer Aussagekraft, Zuverlässigkeit und Anwendbarkeit im Versorgungskontext überprüft. MOWA Healthcare AG bringt als Industriepartner ihre Expertise aus der orthopädietechnischen Versorgung ein und unterstützt die Durchführung der Studien. Darüber hinaus stellt sie sicher, dass die Projektergebnisse in praxisnahe Lösungen für die klinische Anwendung und den Versorgungsalltag überführt werden können.

Ausblick

Die angestrebte Lösung kombiniert bildbasierte Methoden mit tragbarer Sensortechnologie, um das Gangbild von Patientinnen und Patienten objektiv, standardisiert und praxisnah zu erfassen. Dabei werden individuelle körperliche Voraussetzungen berücksichtigt, sodass aussagekräftige Bewegungsanalysen auch außerhalb spezialisierter Ganglabore möglich werden. Die erfassten Bewegungsdaten werden automatisiert ausgewertet und in klinisch relevante Informationen überführt. Dadurch erhalten Fachpersonen eine objektive Grundlage für die Auswahl, Konfiguration und Optimierung von Orthesen. Veränderungen des Gangbilds und des Versorgungsergebnisses können nachvollziehbar dokumentiert und über verschiedene Zeitpunkte hinweg verglichen werden. Ergänzend soll die Lösung durch einen in die Orthese integrierten Sensor die kontinuierliche Erfassung ausgewählter Nutzungs- und Bewegungsinformationen im Alltag ermöglichen. Dadurch können Aktivität, Trageverhalten und langfristige Entwicklungen zwischen Patiententerminen sichtbar gemacht werden. Dies schafft die Grundlage für eine frühzeitige Erkennung von Veränderungen, eine gezieltere Anpassung der Versorgung sowie eine kontinuierliche Qualitätssicherung über den gesamten Versorgungsverlauf hinweg. Insgesamt entsteht eine integrierte Lösung, welche objektive Bewegungsanalyse und alltagsnahes Monitoring verbindet, um die Versorgung von Menschen mit Gangbeeinträchtigungen stärker datenbasiert, nachvollziehbar und patientenorientiert zu gestalten.