gms | German Medical Science

1. Kooperationsforum Intelligente Objekte und Mobile Informationssysteme im Gesundheitswesen

Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

19.05. - 20.05.2010, Erlangen

Der Fitnessbegleiter – Ein persönliches Trainings-Assistenzsystem für Senioren

Meeting Contribution

  • corresponding author Martin Rulsch - Fraunhofer IIS, Abteilung für Bildverarbeitung und Medizintechnik, Erlangen
  • Christian Arzt - Fraunhofer IIS, Abteilung für Bildverarbeitung und Medizintechnik, Erlangen
  • Sven Feilner - Fraunhofer IIS, Abteilung für Bildverarbeitung und Medizintechnik, Erlangen
  • Christian Weigand - Fraunhofer IIS, Abteilung für Bildverarbeitung und Medizintechnik, Erlangen
  • Christian Hofmann - Fraunhofer IIS, Abteilung für Bildverarbeitung und Medizintechnik, Erlangen

1. Kooperationsforum Intelligente Objekte und Mobile Informationssysteme im Gesundheitswesen. Erlangen, 19.-20.05.2010. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2011. Doc10iis07

DOI: 10.3205/10iis07, URN: urn:nbn:de:0183-10iis076

Veröffentlicht: 4. Juli 2011

© 2011 Rulsch et al.
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Gliederung

Text

Regelmäßige körperliche Bewegung ist ein essentieller Bestandteil für ein gesundes Leben, da diese u.a. das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Schlaganfall, Bluthochdruck, Diabetes Mellitus Typ 2, Osteoporose, Übergewicht, und Brustkrebs verringern. Entsprechend empfehlen das American College of Sports Medicine (UCSM) als auch die American Heart Association (AHA) an fünf Tagen pro Woche moderat anstrengende körperliche Aktivitäten mit einer Dauer von mindestens einer halben Stunde bzw. an drei Tagen anspruchsvolle Aktivitäten von mindestens 20 Minuten oder eine Mischung aus beidem. Neben regelmäßigen Trainingseinheiten in Gruppen spielt gleichermaßen das selbständige Training im häuslichen Umfeld zuhause eine große Rolle. Idealerweise lässt sich in Zusammenarbeit mit einem professionellen Trainer für jede Zielperson ein individuelles bzw. persönliches Übungsprogramm zusammenstellen, das sich aus einer geeigneten Mischung aus Kraft-, Beweglichkeits-, Gleichgewichts- und Koordinationsübungen zusammensetzt. Speziell für Senioren wird aktuell im Rahmen des Forschungsverbunds FitForAge ein Fitnessbegleiter entwickelt, der speziell für Senioren ohne körperliche aber mit leichten kognitiven Einschränkungen (MCI, Mild Cognitive Impairment) bei der Ausführung und Überwachung ihres persönlichen Trainingsplans zugeschnitten ist. Durch die regelmäßige Durchführung von unterschiedlichen Übungen sollen sowohl die motorischen als auch die kognitiven Fähigkeiten der Anwender erhalten oder gar gesteigert werden.

Der Fitnessbegleiter wurde als Ergänzung bestehender persönlicher Trainingsprogramme speziell für MCI-Patienten ausgelegt. Er besteht aus einer sich ergänzenden Kombination von Sensoren zur Messung von Beschleunigungen (Abbildung 1 [Abb. 1]) sowie der Atmung (Abbildung 2 [Abb. 2]) und einem mobilen Endgerät. Ein zentraler Bestandteil des Fitnessbegleiters ist der persönliche Übungsplan, der dem Anwender Schritt-für-Schritt-Anleitungen für jede Übung anbietet. Nach der Selektion einer bestimmten Übung beginnt das Sensornetzwerk (bestehend aus Beschleunigungs- und Atemfrequenzsensoren) mit der kontinuierlichen Erfassung der Vitalparameter. Die Übertragung zwischen den Sensormodulen und einem mobilen Endgerät erfolgt drahtlos. Als Funktechnik für das körpernahe Sensornetzwerk wird Bluetooth eingesetzt. Das mobile Endgerät dient zum Empfang der erfassten Messdaten sowie für deren Weiterverarbeitung und Aufbereitung (Abbildung 3 [Abb. 3]). Speziell auf der Basis der Beschleunigungsmessdaten lassen sich Rückschlüsse auf die Bewegungsabläufe des Anwenders ziehen und bilden damit die Grundlage für einen Vergleich mit vorgegebenen Musterabläufen im Übungsplan. Mögliche Differenzen zwischen den gemessenen Werten und den individuellen Vorgaben werden dem Benutzer als Feedback auf dem Fitnessbegleiter zurückgegeben. Beispielsweise wird dem Anwender die Qualität einer Übung mittels eines Avatars auf dem Display des Fitnessbegleiters visualisiert. Durch die Messung der Vitalparameter sowie deren automatische Klassifikation und Aufzeichnung wird den Anwendern die Möglichkeit geboten, interaktiv Anleitungen für die Übungen einzusehen als auch direkt und Rückmeldungen zur Qualität der Ausführung zu erhalten.

Neben der lokalen Aufbereitung und Visualisierung der gemessenen und berechneten Daten als direktes Feedback für die Anwender, können diese zudem mittels einer integrierten GPRS/UMTS-Schnittstelle an telemedizinischen Dienstleister übertragen werden. Diese Rückmeldungen an den Trainer werden lokal auf dem Fitnessbegleiter gesammelt, gespeichert und zu festgelegten Zeitpunkten an einen zentralen Server übertragen. Von dort kann der Trainer die Daten über seinen Arbeitsplatz abrufen, gegebenenfalls den Trainingsplan bei Unter- oder Überforderung anpassen und diesen an den Fitnessbegleiter zurück übermitteln.