REGaitVR

Hintergrund

Therapien zur Verbesserung der Gangsicherheit im Rahmen einer Rehabilitation sollen möglichst alltagsnah gestaltet werden, damit Patientinnen und Patienten Aktivitäten des täglichen Lebens trainieren können. In diesem Zusammenhang gewinnt das Training in virtueller Realität (VR) zunehmend an Aufmerksamkeit. Immersive VR-Simulationen realer Umgebungen haben grosses Potenzial, um für massgeschneiderte Trainings in einer kontrollierten und sicheren Umgebung eingesetzt zu werden.

Motivation und Ziel

In Zusammenarbeit der ETH Zürich mit der Therapieabteilung der Spitäler Schaffhausen wurde ein innovativer Prototyp entwickelt. Dabei wurden reale städtische Umgebungen mithilfe von Laser-Scannern aufgenommen. Die so erfassten LiDAR-Daten (Light Detection and Ranging) wurden in die Game Engine Unity (www.unity.com) integriert und die Szenen mit einer VR-Brille frei begehbar gemacht. LiDAR-Daten sind dichte 3D-Punktwolken der physischen Oberflächen, die präzise dreidimensionale Modelle von Landschaften wiedergeben. In die VR-Landschaft wurden zudem Audioaufnahmen von Umgebungsgeräuschen eingebunden, die den Realitätsgrad und damit das Eintauchen in die virtuelle Welt noch verstärken.

Patientinnen und Patienten sehen in der VR-Brille (HTC Vive wireless) die virtuelle Umgebung. Indem sie im physischen Raum gehen, bewegen sie sich durch die virtuelle Szene. Dabei können verschiedene Gleichgewichts- und Dual-Task-Übungen wiederholt trainiert werden. Erste Tests mit geriatrischen Patientinnen und Patienten deuten darauf hin, dass ein weiterentwickelter Prototyp konventionelle Therapien effektiv ergänzen könnte.

Ziel des Projekts «REGaitVR» ist es nun zu untersuchen, wie verschiedene immersive VR-Landschaftsumgebungen (in der Stadt, auf dem Land, im Wald) insbesondere durch ihre Wirkung auf die Erholung von Stress die physische Rehabilitation geriatrischer Patientinnen und Patienten beeinflussen. Die ermittelten Faktoren sollen dazu dienen, realitätsnahe Landschaften gezielt in digitale VR-Applikationen zur Gangtherapie zu integrieren, um das Training auch durch die wahrgenommene Landschaft zu unterstützen.

Vorgehen

Die Weiterentwicklung des Prototyps erfolgt in Zusammenarbeit mit Expertinnen und Experten für geriatrische Rehabilitation im Bereich der Physiotherapie. Praktische Anforderungen an Umgebungen für eine VR-Gangtherapie leiten die Auswahl der Landschaften. Diese Landschaften werden anschliessend in VR-Applikationen integriert. Die Applikationen werden dann zusammen mit Therapeutinnen und Therapeuten für die VR-Gangtherapie von älteren Personen mit allgemeinen Mobilitätseinschränkungen unterschiedlichen Schweregrades in einer kontrollierten Studie eingesetzt und getestet.

Bedeutung des Projekts

Das Projekt wird einen wichtigen Beitrag zur Anpassung und Optimierung der Inhalte für VR-Rehabilitationstools leisten, die Therapien für körperlich beeinträchtigte ältere Patientinnen und Patienten unterstützen und ihr allgemeines Wohlbefinden verbessern. Nicht zuletzt wird damit «die Landschaft ins Spital gebracht», das heisst, in ihrer Bewegung eingeschränkte Menschen können Landschaften erleben und von ihrer erholsamen Wirkung profitieren.

Weitere Informationen

https://go.ethz.ch/video_VR-Gait-Therapy_Prototype

Download Projektbeschrieb

Studieninformation

Das nachfolgende Video enthält den vorgelesenen Text des Informationsblatts zur Studie “Wirksamkeit von erholsamen Landschaftsumgebungen in virtueller Realität (VR) beim Gangtraining zur Verbesserung der Gehleistung und Erholung bei älteren Erwachsenen mit Gangunsicherheit”. Diese randomisierte, kontrollierte Pilotstudie wird in den folgenden Kliniken durchgeführt: Geriatrische Klinik St. Gallen, Spitäler Schaffhausen und Spital Zollikerberg. 

Auf externe Seite KOFAM (Koordinationsstelle Forschung am Menschen) erhalten Sie einen zusätzlichen Überblick über die Studie.