SilverFit 3D verwendet eine Kamera, um Bewegungen von Patientinnen und Patienten zu erkennen und in interaktive Übungen zu übersetzen. Dadurch können sie trainieren, ohne Sensoren am Körper tragen zu müssen. Die Bewegung selbst steuert das Spiel: Wenn eine Person beispielsweise einen Arm bewegt, aufsteht oder den Körper verlagert, reagiert die Übung direkt darauf.
Doch was genau sieht die Kamera? Wird eine Person während des Trainings gefilmt und welche Informationen werden gespeichert? In diesem Artikel erklären wir, wie die Kamera von SilverFit 3D funktioniert, wie die Bewegungserfassung innerhalb der Übungen eingesetzt wird und wie mit Patientendaten und Datenschutz umgegangen wird.
Die Technologie hinter der Bewegungserfassung
SilverFit 3D wurde entwickelt, um therapeutisch relevante Bewegungen auf niedrigschwellige Weise trainieren zu können. Anstelle von Sensoren, die am Körper befestigt werden müssen, verwendet das System eine 3D-Kamera. Diese erfasst unter anderem Bewegungen der Arme, Beine, des Rumpfes und des Kopfes.
Die Funktionsweise lässt sich mit einem interaktiven Spiegel vergleichen. Die Kamera erfasst die Bewegung der Person und das System übersetzt diese direkt in eine Aktion auf dem Bildschirm. Dadurch sieht die Person während des Trainings sofort, was eine Bewegung im Spiel bewirkt.
Für viele Übungen verwendet SilverFit 3D dazu ein Tiefenbild auf Basis von Infrarotlicht. Die Kamera sendet Infrarotlicht aus, das von Personen und Objekten im Raum reflektiert wird. Auf dieser Grundlage kann bestimmt werden, wo sich eine Person befindet und wie sie sich bewegt. Das Tiefenbild liefert dabei kein detailliertes Bild, auf dem eine Person persönlich erkennbar ist.
Die Software nutzt unter anderem Erkennungspunkte, beispielsweise die Position des Kopfes im Verhältnis zu den Schultern. Damit können eine menschliche Figur und deren Bewegungen verfolgt werden. Das Spiel kann anschließend direkt auf diese Bewegung reagieren.
Für bestimmte Übungen werden auch Erkennungsmethoden eingesetzt, die mit dem normalen Farbbild der Kamera arbeiten. Diese Technik kann beispielsweise weniger empfindlich gegenüber Störungen durch Infrarotlicht wie starkes Sonnenlicht sein und in manchen Situationen besser zwischen einer Person und einem Hilfsmittel wie einem Rollstuhl unterscheiden. Auch bei dieser Methode können Umgebungsfaktoren wie Licht, Kontrast und Farben die Erkennung beeinflussen. Deshalb wird für jede Übung festgelegt, welche Erkennungsmethode oder welche Kombination von Methoden am besten zur Bewegung und zur praktischen Situation passt.
Von der Bewegung zur interaktiven Übung
Die Kamera ist kein Selbstzweck. Die Technologie wird eingesetzt, um therapeutisch relevante Bewegungen in Übungen in Spielform zu übersetzen.
Bei der Entwicklung einer Übung wird daher zunächst die klinische Relevanz einer Bewegung betrachtet. Anschließend wird festgelegt, wie diese Bewegung zuverlässig erkannt und auf intuitive Weise mit einer Aktion im Spiel verknüpft werden kann. Neue Konzepte und Visualisierungen werden in Testsitzungen in Anwesenheit von Therapeutinnen und Therapeuten bewertet und auf Grundlage von Beobachtungen und Feedback weiterentwickelt.
Vor Beginn einer Übung kann die Therapeutin oder der Therapeut diese auf die Möglichkeiten und Ziele der Person abstimmen. So kann beispielsweise der gewünschte Bewegungsumfang eingestellt oder eine kognitive Aufgabe hinzugefügt werden. Während des Trainings erhält die Person direktes Feedback. Wird die gewünschte Bewegung ausgeführt, können beispielsweise Punkte vergeben werden. Ebenso kann sichtbar gemacht werden, wenn der Bewegungsumfang noch nicht ausreichend ist.
Ein Beispiel ist die Sit-to-Stand-Übung mit Bingo. Dabei wird das Aufstehen von einem Stuhl mit einem Spiel kombiniert. Abhängig von den Möglichkeiten der Person können verschiedene Niveaus gewählt werden, von einer Vorwärtsbewegung im Sitzen bis zum vollständigen Aufstehen. Während der Übung erfasst die Kamera, ob die geforderte Bewegung ausgeführt wird. Die Person sieht die eigene Bewegung direkt, da sich ein Avatar auf dem Bildschirm entsprechend mitbewegt.
Auf diese Weise können auch Personen, für die eine vollständige Bewegung noch nicht möglich ist, auf einem passenden Niveau trainieren. Bei bestimmten Übungen kann die Kamera außerdem bei Personen eingesetzt werden, die aus dem Bett oder von einer Behandlungsliege aus trainieren, beispielsweise während der Frühmobilisation nach einer Operation oder während eines Aufenthalts auf der Intensivstation.
Kamera-Input ist nicht dasselbe wie eine Videoaufnahme
Der Einsatz einer Kamera kann den Eindruck erwecken, dass eine Person bei jeder Übung gefilmt und das Bildmaterial gespeichert wird. So funktioniert SilverFit 3D standardmäßig jedoch nicht.
Während einer Übung verarbeitet das System Kamera-Input, um Bewegungen zu erkennen und das Spiel zu steuern. Dieser Input wird während der Übung verwendet, aber standardmäßig nicht als Videoaufnahme gespeichert. Nach der Übung kann dieser Kamera-Input daher nicht als Video abgerufen werden.
Bei vielen Übungen kann eine behandelnde Fachkraft jedoch bewusst entscheiden, eine Videoaufnahme zu erstellen. Dafür wird das normale Kamerabild verwendet. Während des Trainings ist deutlich sichtbar, dass die Aufnahmefunktion aktiviert ist.
Nach der Übung kann die behandelnde Fachkraft die Aufnahme gemeinsam mit der Person ansehen, um die Ausführung einer Bewegung zu beurteilen. Anschließend kann das Video gespeichert oder gelöscht werden. Das Speichern ist nur möglich, wenn ein Patientenprofil ausgewählt wurde.
Eine gespeicherte Aufnahme kann später beispielsweise neben einer neuen Aufnahme abgespielt werden. Dadurch lässt sich die Bewegung zu Beginn eines Behandlungsverlaufs mit einem späteren Zeitpunkt vergleichen. So kann sowohl für die Person als auch für die behandelnde Fachkraft sichtbar werden, welche Entwicklung stattgefunden hat.
Übungsergebnisse und Patientendaten
Neben der Bewegungserfassung kann SilverFit 3D auch Ergebnisse von Übungen erfassen. Nach Abschluss sieht die Person einen Ergebnisbildschirm mit der erreichten Punktzahl und, abhängig von der Übung, zusätzlichen Ergebnissen. Dies können beispielsweise Ergebnisse kognitiver Herausforderungen sein, die die Therapeutin oder der Therapeut zur Übung hinzugefügt hat.
Wenn ein Patientenprofil ausgewählt wurde, werden diese Punktzahlen und Ergebnisse auf SilverFit 3D gespeichert. Dadurch kann die behandelnde Fachkraft die Entwicklung über mehrere Trainingseinheiten hinweg verfolgen.
Dabei werden auch Änderungen an den Einstellungen berücksichtigt. Eine gleichbleibende Punktzahl muss beispielsweise nicht bedeuten, dass keine Fortschritte erzielt wurden, wenn der Schwierigkeitsgrad der Übung zwischenzeitlich erhöht wurde. Durch die gemeinsame Betrachtung dieser Informationen kann die behandelnde Fachkraft die Ergebnisse in den richtigen Kontext einordnen und mit der Person besprechen.
Die Verwendung eines Patientenprofils ist nicht erforderlich, um mit SilverFit 3D zu trainieren. Eine behandelnde Fachkraft kann Übungen auch vom allgemeinen Startbildschirm aus starten. Die Ergebnisse dieser Übungen werden nicht als individuelle Patientenergebnisse gespeichert und können später daher nicht in einem Patientenprofil gefunden werden.
Schutz von Patientendaten und Datenschutz
Wenn Technologie im Gesundheitswesen eingesetzt wird, ist ein sorgfältiger Umgang mit personenbezogenen Daten wichtig. Bei SilverFit 3D bleibt die Gesundheitseinrichtung für die Verarbeitung personenbezogener Daten gemäß DSGVO verantwortlich. Das System unterstützt die Einrichtung dabei mit integrierten Sicherheitsmaßnahmen.
Der Zugriff auf Patientendaten ist auf autorisierte Benutzerinnen und Benutzer beschränkt. Eine behandelnde Fachkraft meldet sich mit einem Passwort bei SilverFit 3D an und wählt anschließend das betreffende Patientenprofil aus. In diesem Profil können unter anderem durchgeführte Übungen, Punktzahlen, Ergebnisse und gegebenenfalls gespeicherte Videoaufnahmen eingesehen werden.
Die Datenbank, in der Patientendaten gespeichert werden, ist geschützt und verschlüsselt. Auch für das Anzeigen und Exportieren von Patientendaten ist der Zugriff auf das betreffende Patientenprofil erforderlich.
Bei der Verwendung der Aufnahmefunktion ist zudem ein zusätzlicher Sicherheitsschritt integriert. Sobald die Übung beendet ist, wird das aufgenommene Video automatisch geöffnet. Die behandelnde Fachkraft kann die Aufnahme dann direkt gemeinsam mit der Person ansehen und bewusst entscheiden, ob sie gespeichert oder gelöscht wird. Dadurch wird verhindert, dass ein Video unbemerkt im Patientenprofil gespeichert wird.
SilverFit überwacht darüber hinaus aktiv Sicherheitsrisiken in der Software und integriert Sicherheitsverbesserungen in Updates des Systems.
Nutzungsdaten zur Verbesserung von SilverFit 3D
Neben Patientendaten erfasst SilverFit 3D auch Daten über die Nutzung des Systems. Diese Nutzungsdaten sind nicht mit Patientendaten verknüpft.
Wenn SilverFit 3D mit dem Internet verbunden ist, können diese Daten mit SilverFit geteilt werden. Damit kann unter anderem überprüft werden, ob das System ordnungsgemäß funktioniert. Außerdem lässt sich nachvollziehen, wie SilverFit 3D in der Praxis genutzt wird, beispielsweise welche Übungen und Einstellungen häufig verwendet werden.
Diese Informationen unterstützen die Weiterentwicklung des Systems sowie neuer therapeutisch relevanter Übungen und Spielformen. Das automatische Teilen von Nutzungsdaten kann deaktiviert werden. Wenn das System nicht mit dem Internet verbunden ist, werden die Nutzungsdaten lokal auf dem Computer gespeichert.
Was bedeutet die Technologie für Patientinnen, Patienten und behandelnde Fachkräfte?
SilverFit 3D richtet sich unter anderem auf grobmotorische Bewegungen, die für Mobilität, Gleichgewicht und funktionelle ADL-Aktivitäten wichtig sind. Mithilfe der Bewegungskamera können diese Bewegungen in verschiedene interaktive Übungen integriert werden.
Die behandelnde Fachkraft kann das Niveau der Übungen auf die Möglichkeiten der Person abstimmen. Dabei kann sich die Aufmerksamkeit während des Trainings von der reinen Bewegung auf das Spiel und das Erreichen eines Ziels verlagern. Unterschiedliche Bewegungen und Spielformen sorgen für Abwechslung beim Training.
Forschung zu Exergaming zeigt, dass Spielelemente zur Freude am Training beitragen können. In einer Studie, in der unter anderem ein Gleichgewichtsspiel von SilverFit eingesetzt wurde, blieb die Freude am Training besser erhalten als bei traditionellen Übungen (Van der Kooij et al., 2019).
Darüber hinaus zeigen Studien zu Exergaming bei älteren Menschen positive Effekte unter anderem auf kognitive Funktionen, Gleichgewicht und Mobilität (Htut et al., 2018; Skjæret et al., 2016; Chen et al., 2021; Zhu et al., 2023). Innerhalb von SilverFit 3D können körperliche Bewegungen mit kognitiven Herausforderungen kombiniert werden. So können Patientinnen und Patienten beispielsweise Dual-Task-Übungen durchführen, bei denen sie während der Bewegung gleichzeitig eine kognitive Aufgabe bearbeiten.
Ein praktischer Vorteil der Bewegungskamera besteht darin, dass keine Sensoren am Körper getragen werden müssen. Dadurch ist das Training niedrigschwellig: Vor Beginn einer Übung müssen keine Sensoren angebracht oder eingestellt werden. Die Person kann daher direkt mit dem Training beginnen. Übungen können außerdem in Situationen durchgeführt werden, die der täglichen Praxis entsprechen, beispielsweise mit einem Gehwagen oder Rollator.
Für die behandelnde Fachkraft bietet die Kombination aus Bewegungserfassung, einstellbaren Übungen, gespeicherten Ergebnissen und optionalen Videoaufnahmen verschiedene Möglichkeiten, das Training zu begleiten und die Entwicklung einer Person sichtbar zu machen.
Die Kamera unterstützt die Übung
Ein häufiges Missverständnis besteht darin, dass die Kamera von SilverFit 3D kontinuierlich Videoaufnahmen von Patientinnen und Patienten erstellt. Die Kamera wird jedoch verwendet, um Bewegungen zu erkennen, wenn dies für eine Übung erforderlich ist. Dieser Kamera-Input wird während des Trainings verarbeitet, um das Spiel zu steuern, und standardmäßig nicht als Video gespeichert.
Nur wenn eine behandelnde Fachkraft die Aufnahmefunktion bewusst aktiviert, wird tatsächlich ein Video erstellt. Dies ist während der Übung auf dem Bildschirm sichtbar. Nach Abschluss kann die behandelnde Fachkraft entscheiden, ob die Aufnahme gespeichert oder gelöscht wird.
Die Kamera bildet damit die technische Verbindung zwischen der Bewegung der Person und der interaktiven Übung. Ohne Sensoren am Körper kann eine Person sich bewegen, direktes Feedback erhalten und auf einem Niveau trainieren, das den eigenen Möglichkeiten entspricht. So unterstützt die Technologie die therapeutische Anwendung, während die Behandlung und die individuellen Ziele im Mittelpunkt bleiben.
