Par­ti­zi­pa­ti­ve Ent­wick­lung einer sen­sor­ge­stütz­ten Trai­nings-App für Men­schen mit Paraplegie

Kör­per­li­che Fit­ness als Vor­aus­set­zung für Selbst­stän­dig­keit und Teilhabe

Wäh­rend gemäß dem drit­ten Teil­ha­be­be­richt der Bun­des­re­gie­rung etwa ein Drit­tel der Men­schen ohne Beein­träch­ti­gung kei­nen Sport treibt, liegt die­ser Anteil bei Men­schen mit einer Beein­träch­ti­gung sogar bei über der Hälf­te ¹. Men­schen mit einer Quer­schnitt­läh­mung gehö­ren dabei zu den inak­tivs­ten Grup­pen ². Jedoch ist regel­mä­ßi­ge kör­per­li­che Akti­vi­tät ins­be­son­de­re für die­se Grup­pe von essen­zi­el­ler gesund­heit­li­cher Bedeu­tung und zählt zu den wich­tigs­ten Maß­nah­men sowohl zur Reha­bi­li­ta­ti­on quer­schnitt­spe­zi­fi­scher Beein­träch­ti­gun­gen als auch zur Prä­ven­ti­on läh­mungs­be­ding­ter Fol­ge­er­kran­kun­gen und Kom­pli­ka­tio­nen ^{3 4 5}. Ein Über­blick über die Wir­kung sport­li­cher Akti­vi­tät auf kör­per­li­che bzw. bio­lo­gi­sche, psy­chi­sche und sozia­le Fak­to­ren bei Men­schen mit Quer­schnitt­läh­mung wird anhand eines abge­wan­del­ten bio­psy­cho­so­zia­len Modells in Abbil­dung 1 ver­mit­telt. Stu­di­en zei­gen, dass sport­li­che Akti­vi­tät signi­fi­kant die Leis­tungs- und Funk­ti­ons­fä­hig­keit ver­bes­sert ^{6 7 8}, was in einem posi­ti­ven Zusam­men­hang mit meh­re­ren Aspek­ten steht:

Anzei­ge

• mit aus­ge­präg­te­ren Roll­stuhl­fä­hig­kei­ten ⁹,
• mit der Öko­no­mi­sie­rung des Roll­stuhl­an­triebs ¹⁰,
• mit einer ver­bes­ser­ten Selbst­stän­dig­keit im All­tag ^{11 12},
• mit der Prä­ven­ti­on von Über­las­tungs­schä­den ¹³ und
• mit der Lin­de­rung von Schmer­zen ^{14 15}.

Sport­lich akti­ve Per­so­nen mit Quer­schnitt­läh­mung lei­den sel­te­ner an einer Depres­si­on ^{16 17} und sind stär­ker sozi­al inte­griert als Men­schen aus ihrer inak­ti­ven Ver­gleichs­grup­pe ^{18 19 20}.

Her­aus­for­de­run­gen sport­li­cher Teilhabe

Das Errei­chen einer guten kör­per­li­chen Kon­sti­tu­ti­on sowie aus­ge­präg­te Fähig­kei­ten im Umgang mit dem Roll­stuhl gehö­ren somit zu den essen­zi­el­len Vor­aus­set­zun­gen für einen selbst­stän­di­gen und unab­hän­gi­gen All­tag und damit für eine hohe Lebens­qua­li­tät. Wer sich jedoch kör­per­lich betä­ti­gen möch­te, sieht sich – nicht erst seit einem pan­de­mie­be­ding­ten Lock­down – mit einer Viel­zahl von Her­aus­for­de­run­gen konfrontiert:

• feh­len­de Transportmöglichkeiten,
• unzu­rei­chen­de Bar­rie­re­frei­heit von Gebäu­den oder
• man­geln­de Exper­ti­se im Bereich Rollstuhlsport.

All dies erschwert die Teil­ha­be an Sport­an­ge­bo­ten erheb­lich ^{21 22}. Digi­ta­le Sport­an­ge­bo­te haben u. a. durch ihre Unge­bun­den­heit an Ort und Zeit ein gro­ßes Poten­zi­al, die­se Bar­rie­ren zu über­win­den und die Teil­ha­be zu för­dern ^{23 24}.

„Para­Gym“ als nie­der­schwel­li­ge und bar­rie­re­ar­me Lösung

Fit­ness-Apps und Akti­vi­täts-Tra­cker haben in den letz­ten Jah­ren an Beliebt­heit gewon­nen: Wäh­rend im Jahr 2017 welt­weit etwa 167 Mio. Men­schen Fit­ness-Apps genutzt haben, waren es 2020 schon rund 474 Mio. Nut­zen­de ²⁵. In Deutsch­land ist der Anteil der Smart­phone-Nut­ze­rin­nen und ‑Nut­zer, die eine Gesund­heits-App ver­wen­den, inner­halb von zwei Jah­ren von 45 % auf 65 % gestie­gen ^{26 27}. Ins­be­son­de­re die im Zusam­men­hang mit der Coro­na­pan­de­mie ver­häng­ten Hygie­ne­maß­nah­men wie Aus­gangs­sper­ren oder das vorüber­gehende Aus­set­zen von Sport­an­ge­bo­ten haben die­sen Trend wei­ter beschleu­nigt. So zeigt die jähr­lich pro­spek­tiv erho­be­ne glo­ba­le Fit­ness-Trend-Umfra­ge des Ame­ri­can Col­lege of Sports Medi­ci­ne (ACSM) für das Jahr 2021 gegen­über dem Jahr 2020 eine deut­li­che Ver­schie­bung zu digi­ta­len Trends – bei­spiels­wei­se „mobi­le exer­cise apps“ – sowie zu „lock­down­kom­pa­ti­blen“ Trai­nings­for­men (z. B. „body­weight trai­ning“) ^{28 29}. Eine aus­tra­li­sche Stu­die weist nach, dass die Nut­zung einer digi­ta­len Platt­form zur Unter­stüt­zung der kör­per­li­chen Akti­vi­tät im Lock­down die Chan­ce erhöh­te, die Emp­feh­lun­gen der Welt­ge­sund­heits­or­ga­ni­sa­ti­on (WHO) zur kör­per­li­chen Akti­vi­tät ein­zu­hal­ten ³⁰.

Trotz der viel­ver­spre­chen­den Mög­lich­kei­ten zur Über­win­dung struk­tu­rel­ler Bar­rie­ren und Exklu­si­ons­kri­te­ri­en wer­den Men­schen mit Behin­de­run­gen oder Beein­träch­ti­gun­gen in die­ser Ent­wick­lung wei­ter­hin nur wenig berück­sich­tigt. Bis­he­ri­ge Pro­jek­te zur Ent­wick­lung einer Trai­nings-App oder eines Fit­ness-Tra­ckers für Men­schen mit Quer­schnitt­läh­mung wur­den nach kur­zer Lauf­zeit ein­ge­stellt ^{31 32 33}. Grün­de für den Abbruch bzw. die Nicht-Wei­ter­füh­rung der Pro­jek­te sind nicht bekannt. Eine wich­ti­ge Vor­aus­set­zung für den erfolg­rei­chen Ein­satz eines sol­chen Pro­gramms, gleich­zei­tig aber auch eine Her­aus­for­de­rung ist hier­bei die Per­so­na­li­sie­rung im Hin­blick auf die indi­vi­du­el­len Bedürf­nis­se und Anfor­de­run­gen der Nut­zen­den  ^{34 35}.

An die­ser Stel­le setzt das „ParaGym“-Projekt an, das unter dem Titel „FIT-IN³ – ein inklu­si­ver, inter­ak­ti­ver und intel­li­gen­ter Fit­ness­coach“ vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung (BMBF) geför­dert wird (Lauf­zeit 09/2020–02/2023). Fol­gen­de Part­ner sind an die­sem Pro­jekt beteiligt:

• die Kern­werk GmbH (Sie­gen),
• die Deut­sche Sport­hoch­schu­le Köln,
• die Gesell­schaft für Intel­li­gen­te Tex­ti­le Pro­duk­te (ITP GmbH, Weimar),
• das Fraun­ho­fer-Insti­tut für Intel­li­gen­te Ana­ly­se- und Infor­ma­ti­ons­sys­te­me (IAIS, Sankt Augus­tin) sowie
• die Akti­on Mensch als asso­zi­ier­ter Projektpartner.

In Zusam­men­ar­beit zwi­schen die­sen Betei­lig­ten soll bis Ende der Pro­jekt­lauf­zeit im Febru­ar 2023 ein auf aktu­el­len wis­sen­schaft­li­chen Erkennt­nis­sen basie­ren­der ers­ter Demons­tra­tor (d. h. ein Pro­to­typ) einer sen­sor­ge­stütz­ten Trai­nings-App ent­ste­hen. Die­se soll ein indi­vi­du­el­les Sport­pro­gramm expli­zit für Men­schen mit Para­ple­gie anbie­ten, das durch das Tra­gen eines mit Sen­so­ren besetz­ten Funk­ti­ons­shirts (Abb. 2) unter­stützt wird. Zweck die­ses soge­nann­ten Sen­sor­shirts ist es, Infor­ma­tio­nen zur Bewe­gungs­aus­füh­rung und ‑qua­li­tät sowie Puls­da­ten an das Smart­phone zu über­tra­gen und in die App zu integrieren.

Das lang­fris­ti­ge Pro­jekt­ziel besteht dar­in, die Mög­lich­keit eines weder orts- noch zeit­ge­bun­de­nen sowie vor allem eigen­stän­di­gen und opti­mal zuge­schnit­te­nen Trai­nings in Ergän­zung zur Regel­ver­sor­gung zu schaf­fen. Ermög­licht wer­den soll dies durch die Wei­ter­ent­wick­lung der bereits bestehen­den „Kern­werk“^®-App, die ein mit Hil­fe Künst­li­cher Intel­li­genz (KI) per­so­na­li­sier­tes, für jeden Tag neu kon­zi­pier­tes Trai­nings­pro­gramm für Men­schen ohne kör­per­li­che Beein­träch­ti­gung anbietet.

Indi­vi­du­el­les, vir­tu­el­les Trai­ning mit der „Kern­werk“^®-App

Um die Umset­zung der „ParaGym“-App nach­voll­zie­hen zu kön­nen, muss zunächst die Funk­ti­ons­wei­se der „Kern­werk“^®-App erläu­tert wer­den, auf der „Para­Gym“ basiert. „Kern­werk“^® bie­tet ein funk­tio­nel­les Trai­ning nach dem „Dai­ly-Work­out-Prin­zip“ an mit dem Ziel, eine mög­lichst uni­ver­sel­le Fit­ness zu errei­chen. Unter uni­ver­sel­ler Fit­ness ist eine Ganz­kör­per­fit­ness in allen Kraft­ar­ten (Maxi­mal- und Schnell­kraft, Kraft­aus­dau­er) sowie moto­ri­schen Grund­fä­hig­kei­ten (Kraft, Aus­dau­er, Beweg­lich­keit, Koor­di­na­ti­on, Schnel­lig­keit) zu ver­ste­hen. Das „Dai­ly-Work­out-Prin­zip“ bedeu­tet, dass ein Team aus Trai­ne­rin­nen und Trai­nern bzw. aus Sport­wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­lern für jeden Tag ein Trai­nings­pro­gramm („Work­out“) kon­zi­piert, das zunächst für alle App-Nut­zen­den gleich ist. Die­ses Work­out wird anschlie­ßend mit­tels KI an die indi­vi­du­el­le Leis­tungs­fä­hig­keit, die im jewei­li­gen Moment zur Ver­fü­gung ste­hen­de Aus­rüs­tung („Equip­ment“, z. B. Han­teln) sowie ver­schie­de­ne Umge­bungs­va­ria­blen (z. B. Platz zum Lau­fen) ange­passt. Wei­ter­hin las­sen sich Übun­gen, die das Ele­ment „Sprin­gen“ beinhal­ten, oder Übun­gen, die das Ele­ment „auf dem Boden sit­zen“ beinhal­ten, als Grund­be­din­gun­gen aus­schlie­ßen. Die Varia­blen „Equip­ment“, „Umge­bung“ und „Grund­be­din­gun­gen“ sind vor jedem Work­out indi­vi­du­ell ein­stell­bar. Durch ein Feed­back (Abb. 3) zum Schwie­rig­keits­grad jeder Übung nach Abschluss eines Work­outs erhält die KI Infor­ma­tio­nen zur per­sön­li­chen Leis­tungs­fä­hig­keit der Nut­zen­den. Dadurch lernt die KI und passt so das „Dai­ly Work­out“ an die indi­vi­du­el­len Stär­ken und Schwä­chen an.

Von der Anfor­de­rungs­ana­ly­se bis zum Prototyp

Iden­ti­fi­ka­ti­on gesund­heit­li­cher und läh­mungs­spe­zi­fi­scher Anforderungen

Eine star­ke Ori­en­tie­rung an den tat­säch­li­chen Anfor­de­run­gen und Wün­schen von Men­schen mit Para­ple­gie steht im Zen­trum des gesam­ten Ent­wick­lungs­pro­zes­ses. Um die­se zu ermit­teln, wur­den zu Beginn des Pro­jek­tes eine Online-Umfra­ge sowie eine umfang­rei­che Lite­ra­tur­re­cher­che durch­ge­führt. In der Online-Umfra­ge wur­den Infor­ma­tio­nen zu fol­gen­den Aspek­ten erhoben:

1. Anfor­de­run­gen an das Trainingsprogramm,
2. kör­per­li­che Aktivität,
3. Anfor­de­run­gen an eine Fit­ness-App und Weara­bles sowie
4. Anfor­de­run­gen an die Sportbekleidung.

Es par­ti­zi­pier­ten 115 Per­so­nen, von denen 95 in der Aus­wer­tung berück­sich­tigt wer­den konn­ten. Die Rekru­tie­rung erfolg­te über:

• alle von der Deutsch­spra­chi­gen Medi­zi­ni­schen Gesell­schaft für Para­ple­gio­lo­gie (DMGP) zer­ti­fi­zier­ten Querschnittzentren,
• das Schwei­zer Para­ple­gi­ker Zentrum,
• ver­schie­de­ne Behindertensport­verbände auf Lan­des- und Bundesebene,
• den Deut­schen Roll­stuhl-Sport­ver­band (DRS),
• die DMGP sowie
• die För­der­ge­mein­schaft der Quer­schnittgelähmten in Deutsch­land (FGQ).

Die Lite­ra­tur­re­cher­che erfass­te gesund­heit­li­che Aspek­te, die all­ge­mein bei der Ent­wick­lung einer Trai­nings-App berück­sich­tigt wer­den müs­sen. Auf der Basis der Umfra­ge und der Lite­ra­tur­re­cher­che konn­ten fol­gen­de Kon­se­quen­zen für die Ent­wick­lung der Fit­ness-App und des Sen­sor­shirts gezo­gen werden:

• Es gibt einen gro­ßen Bedarf an Sport­programmen, die spe­zi­ell auf die kör­per­li­chen Fähig­kei­ten der Nut­zen­den zuge­schnit­ten sind und die Mög­lich­keit einer Indi­vi­dua­li­sie­rung des Trai­nings bie­ten. „Para­Gym“ kommt die­sem Bedarf ent­ge­gen: Durch die Inte­gra­ti­on geeig­ne­ter Fil­ter sol­len Übun­gen, die bspw. auf­grund der Läh­mungs­hö­he oder spas­tisch ver­krampf­ter Mus­ku­la­tur nicht durch­ge­führt wer­den kön­nen, abge­wählt und auto­ma­tisch durch sinn­vol­le Übun­gen ersetzt werden.
• Ein Trai­ning mit frei­en Gewich­ten wird gegen­über dem an Maschi­nen bevor­zugt. „Para­Gym“ soll ein funk­tionelles Trai­ning anbie­ten, das i. d. R. mit dem eige­nen Kör­per­ge­wicht oder mit Hil­fe von Klein­geräten (z. B. Han­teln) durch­ge­führt wird, und ori­en­tiert sich somit an den Vor­lie­ben der Zielgruppe.
• Von den Teil­neh­men­den an der Umfra­ge wird die Mög­lich­keit der Herz­fre­quenz­mes­sung gewünscht, die bereits für das Sen­sor­shirt vor­ge­se­hen ist.
• Gegen­über geeig­ne­ter Sport­be­klei­dung bestehen mit Aus­nah­me von Maschi­nen­wasch­bar­keit, Bequem­lich­keit und Atmungs­ak­ti­vi­tät kei­ne beson­de­ren Anforderungen.
• In den Übungs­ka­ta­log soll­ten Dehn­übun­gen und Übun­gen zur Schu­lung der Schul­ter­blatt­ko­or­di­na­ti­on inte­griert werden.
• In den Work­outs soll­te der Fokus auf die rück­wär­ti­ge Schul­ter­mus­ku­la­tur gelegt wer­den, um die Bean­spru­chung der All­tags­be­las­tung ent­ge­gen­zu­set­zen und Über­las­tungs­schä­den zu vermeiden.
• Die Nut­zen­den soll­ten aus­führ­lich über mög­li­che Risi­ken bei sport­li­cher Akti­vi­tät infor­miert und ggf. ärzt­lich für den Kraft­sport frei­ge­ge­ben werden.

Par­ti­zi­pa­ti­ve Erstel­lung des Übungskatalogs

Der Übungs­ka­ta­log wur­de auf der Basis der Anfor­de­rungs­ana­ly­se und in enger Zusam­men­ar­beit mit Sport- und Phy­sio­the­ra­peu­tin­nen und ‑the­ra­peu­ten der Quer­schnitt­zen­tren des Kli­ni­kums Bayreuth/Hohe War­te und der BG Kli­nik Tübin­gen erstellt. Eine beson­de­re Unter­stüt­zung boten an die­ser Stel­le ein Kol­le­ge bzw. Koope­ra­ti­ons­part­ner und eine Kol­le­gin, die selbst quer­schnitt­ge­lähmt sind. Ins­ge­samt 56 Übun­gen, dar­un­ter 2 Auf­wärm­übun­gen, 46 Kraft­übun­gen und 8 Dehn­übun­gen, wur­den mit Schritt-für-Schritt-Anlei­tun­gen und eigens pro­du­zier­ten Übungs­vi­de­os (Abb. 4) versehen.

Übungs­ka­ta­log und Sen­sor­gurt­sys­tem im ers­ten Praxistest

In einem nächs­ten Schritt wur­den die Übun­gen, Übungs­an­lei­tun­gen und ‑vide­os sowie das Sensorgurt­system als Pro­to­typ des Sen­sor­shirts im Rah­men spe­zi­el­ler „ParaGym“-Workshops (Abb. 5) einem ers­ten Pra­xis­test unter­zo­gen. Elf Teil­neh­men­de mit para­ple­gi­scher Quer­schnitt­läh­mung tes­te­ten die Durch­führ­bar­keit des Übungs­ka­ta­logs und bewer­te­ten die Anlei­tung hin­sicht­lich ihrer Ver­ständ­lich­keit sowie die Übungs­videos hin­sicht­lich ihrer Nütz­lich­keit. Die Teil­neh­men­den hat­ten die Mög­lich­keit, jede Übung durch eine per­sön­li­che Anmer­kung bezüg­lich der erho­be­nen Aspek­te zu ergän­zen. Die Work­shops wur­den zudem fach­lich durch drei anwe­sen­de Phy­sio­the­ra­peu­tin­nen bzw. ‑the­ra­peu­ten unter­stützt, die aus ihrer Per­spek­ti­ve und anhand ihrer Beob­ach­tun­gen die Übun­gen bewer­te­ten. Dabei ergab sich, dass ledig­lich 6 der 56 Übun­gen nicht oder nur ein­ge­schränkt durch führ­bar waren; Grün­de hier­für waren in den meis­ten Fäl­len eine unzu­rei­chen­de mus­ku­lä­re Ansteue­rung und in weni­gen Fäl­len Schmer­zen oder ande­re Gründe.

Die Übungs­be­schrei­bun­gen wur­den ins­ge­samt als gut ver­ständ­lich bewer­tet. Ein­zel­ne Beschrei­bun­gen wur­den mar­gi­nal ange­passt, sprach­lich über­ar­bei­tet und gekürzt.

Die Übungs­vi­de­os wur­den als sehr hilf­reich emp­fun­den. Anpas­sun­gen umfas­sen Detail­auf­nah­men von Hand­po­si­tio­nen und eine visu­el­le oder audi­tive Inte­gra­ti­on von Hin­wei­sen bezüg­lich häu­fi­ger Feh­ler­bil­der (z. B: „Kopf in Ver­län­ge­rung der Wirbelsäule“).

Das von der ITP ent­wi­ckel­te Sen­sor­gurt­sys­tem konn­te erfolg­reich Daten gene­rie­ren, die anschlie­ßend vom Fraun­ho­fer IAIS aus­ge­wer­tet wur­den. In den Work­shops konn­te gezeigt wer­den, dass sich das ver­wen­de­te Mate­ri­al „Con­dE­lastX“ (ein von der ITP ent­wi­ckel­tes leit­fä­hi­ges, elas­ti­sches Band) als Ver­bin­dungs­ele­ment für mecha­nisch hoch­be­las­te­te Sen­sor­netz­wer­ke am Kör­per eines Men­schen sehr gut eignet.

Die Befra­gung der Teil­neh­men­den hat zudem erge­ben, dass das Tra­gen des Sen­sor­gurt­sys­tems die Test­per­so­nen bei der Aus­füh­rung der Übun­gen nicht beein­flusst hat. Aus­sa­gen zur Lang­zeit­be­stän­dig­keit gegen­über Schweiß konn­ten noch nicht gene­riert werden.

Der Schritt in die Digitalisierung

Nach gering­fü­gi­ger Anpas­sung des Übungs­ka­ta­lo­ges wur­de die­ser in das von dem Unter­neh­men Kern­werk ent­wi­ckel­te und zur Ver­fü­gung gestell­te soge­nann­te „Admin Panel“ über­tra­gen. Dies ist eine Online-Platt­form, über die Übun­gen und Trai­nings­ein­hei­ten ein­ge­pflegt wer­den kön­nen, die anschlie­ßend für die Pro­gram­mie­rung der „ParaGym“-App zur Ver­fü­gung ste­hen. Um eine Indi­vi­dua­li­sie­rung des Work­outs zu ermög­li­chen, wur­den die Übun­gen mit bestimm­ten Merk­ma­len kör­per­li­cher Vor­aus­set­zun­gen belegt. So ist für die Übung „Rever­se Dips from Box/Wheelchair (in Front of Wheel­chair)“ (rück­wär­ti­ger Beu­ge­stütz vor dem Roll­stuhl) (Abb. 4) die Vor­aus­set­zung „ein­ge­schränk­te Rumpf­sta­bi­li­tät“ fest­ge­legt. Hat eine Nut­ze­rin bzw. ein Nut­zer zuvor aus­ge­wählt, dass alle Übun­gen aus­ge­schlos­sen wer­den sol­len, die eine „ein­ge­schränk­te Rumpf­sta­bi­li­tät“ erfor­dern, so wird für die oben genann­te Übung auto­ma­tisch die Alter­na­tiv­übung „Rever­se Dips from Box/Wheelchair (in Wheel­chair)“ (rück­wär­ti­ger Beu­ge­stütz im Roll­stuhl) (Abb. 6) ange­zeigt. Auf die­se Wei­se ent­steht ein „Übungs­baum“, der sich umso wei­ter ver­zweigt, je höher die Leis­tungs­fä­hig­keit, je grö­ßer der Anteil inner­vier­ter Mus­ku­la­tur und je grö­ßer die Equip­ment-Aus­wahl ist (Abb. 7). Die­ser bil­det die Grund­la­ge für die Kon­zep­ti­on der Trainingseinheiten.

In das Sen­sor­shirt sind fünf Bewe­gungs­sen­so­ren („iner­ti­al mea­su­re­ment units“, IMU) inte­griert, mit denen die Bewe­gung der Arme und des Ober­kör­pers gemes­sen wer­den kön­nen. Außer­dem ist ein opti­scher Sen­sor zur Mes­sung der Herz­fre­quenz inte­griert (Abb. 2). Ziel ist es, den Trai­nie­ren­den ein Echt­zeit-Feed­back zur Bewe­gungs­aus­füh­rung und ‑qua­li­tät sowie zur aktu­el­len Herz­fre­quenz zu ver­mit­teln. Durch einen Ist-Soll-Abgleich kön­nen mög­li­che Feh­ler in der Übungs­aus­füh­rung (z. B. Über­stre­ckung) detek­tiert und kor­ri­giert wer­den. Wei­te­re Mög­lich­kei­ten bestehen darin,

• auto­ma­tisch die Anzahl der Wie­der­ho­lun­gen einer Übung zu zählen,
• auf Asym­me­trien in der Bewegungs­ausführung zwi­schen rech­ter und lin­ker Kör­per­hälf­te hin­zu­wei­sen und
• den Über­gang zur nächs­ten Übung des Work­outs statt durch Knopf­druck am Smart­phone durch eine Ges­te zu steuern.

Damit wer­den die beson­de­ren Belan­ge der Ziel­grup­pe berück­sich­tigt, denn eine Wei­ter­schal­tung der Übung per Knopf­druck setzt vor­aus, dass das Smart­phone wäh­rend des Trai­nings in per­ma­nen­ter Reich­wei­te lie­gen muss, was bei einem Trai­ning im Roll­stuhl zur Her­aus­for­de­rung wer­den kann. Die­sem Pro­blem kann somit auf die­se Wei­se begeg­net werden.

Zur Kopp­lung des Sen­sor­shirts an das Smart­phone wird eine Blue­tooth-Low-Ener­gy-Ver­bin­dung ein­ge­setzt. Dies ermög­licht nicht nur eine ein­fa­che Anbin­dung an moder­ne Smart­phones bzw. Tablets, son­dern spart auch Ener­gie und ver­län­gert somit die Lauf­zeit des Sys­tems. Da das T‑Shirt draht­los arbei­tet (sowohl zur Ladung des Akkus als auch bei der Daten­über­tra­gung), kön­nen die elek­tri­schen Kom­po­nen­ten voll­stän­dig ver­gos­sen wer­den. Dadurch kön­nen sie mit dem Tex­til mit­ge­wa­schen wer­den und sind geschützt gegen­über der Umwelt.

Wei­te­res Vor­ge­hen: Aus­blick auf die Über­prüfung der Durchführbarkeit

Nach­dem die ers­ten Pro­to­ty­pen der „ParaGym“-App sowie des Sen­sor­shirts fer­tig­ge­stellt sind, wer­den nach einem ers­ten tech­ni­schen Test­lauf die Funk­tio­na­li­tät und die Nut­zungs­freund­lich­keit in einer Stu­die über­prüft. Dazu wer­den Men­schen mit para­ple­gi­scher Quer­schnitt­läh­mung ein mehr­wö­chi­ges selbst­stän­di­ges Heim­trai­ning mit dem Pro­to­typ absol­vie­ren und ihre Erfah­run­gen mit der App, den Übun­gen und dem Sen­sor­shirt schrift­lich fest­hal­ten. Das Pro­jekt wird vor­aus­sicht­lich im Febru­ar 2023 mit der Aus­wer­tung der Stu­die und der Gesamt­eva­lua­ti­on des Pro­jek­tes abgeschlossen.

Fazit

Das lau­fen­de Pro­jekt „Para­Gym“, das unter dem Titel „FIT-IN³ – ein inklu­si­ver, inter­ak­ti­ver und intel­li­gen­ter Fit­ness­coach“ vom BMBF geför­dert wird, zielt dar­auf ab, ein app­ba­sier­tes per­so­na­li­sier­tes Trai­ning für Men­schen mit Para­ple­gie anzu­bie­ten. Ein mit Sen­so­ren besetz­tes Funk­ti­ons­shirt soll dazu ein Feed­back zur Herz­fre­quenz und zu Bewe­gungs­pa­ra­me­tern lie­fern. Die Trai­nings­ein­hei­ten wer­den mit Hil­fe einer KI an die indi­vi­du­el­len Anfor­de­run­gen der Nut­zen­den ange­passt. Die par­ti­zi­pa­ti­ve Ent­wick­lung die­ser App in Zusam­men­hang mit dem Sen­sor­shirt bie­tet somit gro­ßes Poten­zi­al, struk­tu­rel­le Bar­rie­ren der Teil­ha­be an Sport­pro­gram­men zu über­win­den und eine bis­her wenig berück­sich­tig­te Ziel­grup­pe zu mehr sport­li­cher Akti­vi­tät zu motivieren.

Lang­fris­tig soll somit deren Leis­tungs­fä­hig­keit gestei­gert wer­den, wodurch ein wich­ti­ger Bei­trag sowohl zur Prä­ven­ti­on von Sekun­där­erkran­kun­gen und Kom­pli­ka­tio­nen als auch zur Ver­bes­se­rung der Mobi­li­tät und damit der Selbst­stän­dig­keit, der Teil­ha­be und schluss­end­lich der Lebens­qua­li­tät geleis­tet wer­den kann.

Das vor­ge­stell­te Pro­jekt geht jedoch nicht über die Ent­wick­lung eines Pro­to­typs hin­aus, der ledig­lich einen ­Basis-Übungs­ka­ta­log und nur rudi­men­tä­re Funk­tio­nen umfasst. Erweist sich das Trai­ning mit dem ent­wi­ckel­ten Pro­to­typ als durch­führ­bar und die Hand­ha­bung als nut­zungs­freund­lich, ist drin­gend die Durch­füh­rung von Fol­ge­pro­jek­ten zur Wei­ter­ent­wick­lung des Pro­to­typs bis hin zu einer markt­rei­fen Trai­nings-App anzustreben.

Pro­jekt­för­de­rung

Das Pro­jekt wird unter dem Titel „FIT-IN³ – ein inklu­si­ver, inter­ak­ti­ver und intel­li­gen­ter Fit­ness­coach“ in der För­der­li­nie „KMU-inno­va­tiv“ vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung geför­dert (För­der­kenn­zei­chen 16SV8572, Lauf­zeit 09/2020–02/2023).

Für die Autoren:
Janika Bolz, M. A. 
Wis­sen­schaft­li­che Mitarbeiterin 
Insti­tut für Kreis­lauf­for­schung und 
Sport­me­di­zin, Abt. I 
Deut­sche Sport­hoch­schu­le Köln 
Am Sport­park Mün­gers­dorf 6 
50933 Köln
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Begut­ach­te­ter Beitrag/reviewed paper

1. Maet­zel J, Hei­mer A, Brauk­mann J, et al. Drit­ter Teil­ha­be­be­richt der Bun­des­re­gie­rung über die Lebens­la­gen von Men­schen mit Beein­träch­ti­gun­gen. Teil­ha­be – Beein­träch­ti­gung – Behin­de­rung. Bonn: Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Arbeit und Sozia­les, 2021
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