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ExerUP!: Design und Evaluation einer digitalen Exergame-basierten Lösung für eine effektive und attraktive Sportrehabilitation

Exergaming kombiniert physische Bewegung mit Spielen, die unterhaltsam, motivierend und herausfordernd sind. Der ExerCube gewährleistet eine optimale physische und kognitive Herausforderung, welches ein enormes Anwendungspotenzial in der Sportrehabilitation bietet. Die Studie untersucht das Potential des ExerCube in der Rehabilitation nach Knieverletzung.

Ausgangslage

Die digitale Transformation hat einen nachhaltigen Einfluss darauf, wie wir leben und uns bewegen. Ob Prävention oder Rehabilitation – neue Technologien revolutionieren das traditionelle Angebot an massgeschneiderten Lösungen für ein nutzbringendes und zukunftsorientiertes digitales Trainings- und Therapieangebot. Eine zentrale Rolle spielen dabei das Design, das für und zusammen mit den Endnutzerinnen und -nutzern und Stakeholdern gestaltet wird, sowie Fragen zur optimalen Gestaltung hochwertiger, attraktiver und effektiver Tools. Das Potential vieler dieser Fragen und Prozesse auf der Produkt- und der Forschungsseite ist bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Deswegen bleiben die Möglichkeiten solcher digitalen Lösungen oft ungenutzt.

Zielsetzung

Das Ziel dieser F&E-Arbeit ist die forschungsbasierte und nutzerzentrierte Erarbeitung von immersiven, digitalen Exergaming Varianten, die während der Rehabilitation sicher durchgeführt werden können. Darüber hinaus wird das Potenzial von digitalisiertem Training und Rehabilitation im häuslichen und therapeutischen Umfeld untersucht.

Folgende Ziele werden in diesem Projekt verfolgt:

  1. Nutzerzentrierte und forschungsbasierte Entwicklung spezifischer Exergaming Varianten für die Rehabilitation nach vorderen Kreuzbandverletzungen (VKB), die effektiv, ansprechend und sicher in der Anwendung sind und ausserdem das bestehende ExerCube Design erweitern und darauf aufbauen.
  2.  Bewertung der Wirksamkeit und Attraktivität des ExerCube Trainings in der Rehabilitation von Sportlerinnen und Sportlern nach Verletzung des vorderen Kreuzbandes hinsichtlich der physischen und kognitiven Leistungsfähigkeit.
  3. Verbreitung von F&E-Ergebnissen über alle Partner und Beginn des Vertriebs durch Sphery.

Methode und Vorgehen

Das Projekt wird in folgende Arbeitspakete (AP) gegliedert:

AP1 Motorische Leistung während des ExerCube Trainings (Leitung: ZHAW)
Ziel ist es, Bewegungsmuster für bekannte Risikofaktoren bei muskuloskelettalen Verletzungen der unteren Extremitäten (UE) während des ExerCube Trainings bei gesunden und verletzten Sportlerinnen und Sportlern zu identifizieren. Die Biomechanik wird während des ExerCube Trainings von Sportlerinnen und Sportlern aufgezeichnet. Basierend auf deren Daten sowie den Ergebnissen einer zuvor abgeschlossenen Masterarbeit werden jene Bewegungen im ExerCube Training ausgeschlossen, die das grösste Risiko für eine (Wieder-)Verletzung der UE während der Rehabilitation nach Verletzungen am VKB haben. Das Hauptergebnis von AP1 ist das Wissen darüber, welche Bewegungsaufgaben ein Risiko für Verletzungen der UE darstellen und welche Aufgaben bzw. Massnahmen während der Rehabilitation sicher angewendet werden können.

AP2: Benutzervoraussetzungen für die rehabilitative Nutzung von ExerCube (Leitung: ZHAW)
Die Erwartungen und Ansprüche der zukünftigen Benutzerinnen und Benutzer des ExerCube in einer rehabilitativen Umgebung (Sportler/innen, Physiotherapeut/innen, Sportmediziner/innen) werden nach nutzerzentrierten Gestaltungsprinzipien bewertet. Die Digitalisierung des rehabilitativen Trainings ermöglicht es, eine enorme Menge an Daten zu sammeln, die den Benutzerinnen und Benutzern zugänglich und nutzbar gemacht werden sollen. Das zentrale Ergebnis dieses AP wird ein Katalog von Benutzeranforderungen in Bezug auf die Anwendung des ExerCube in rehabilitativen Umgebungen sein, wobei sowohl quantitative als auch qualitative Forschungsmethoden verwendet werden.

AP3: Rehabilitationsspezifische motivierende Trainingsszenarien für den ExerCube (Leitung: ZHdK & Sphery)
Unter Einbezug der Ergebnisse von AP1 und 2 werden in Zusammenarbeit mit der Entwicklungsabteilung der Sphery AG sowie Spielforscherinnen und -forschern der ZHdK rehaspezifische Trainingsszenarien entwickelt und umgesetzt. Ein iterativer, benutzerzentrierter und forschungsbasierter Ansatz zur Umsetzung der Nutzeranforderungen mit motivierenden Designs, einschliesslich wiederholter Pilotversuche mit der Zielgruppe, wird ein effektives und ansprechendes Ergebnis sicherstellen. Das letzte Trainingsszenario wird in Pilotversuchen getestet, an denen Sportlerinnen und Sportler als auch medizinisches Fachpersonal beteiligt sind.

AP4: Wirksamkeit und Attraktivität des Trainings mit ExerCube in der Rehabilitation (Leitung: ZHAW)
Die im AP3 entwickelten Exergame Varianten werden auf ihre Wirksamkeit und Attraktivität hin untersucht, um die physische als auch die kognitive Leistungsfähigkeit während der Rehabilitation nach Verletzungen der UE zu verbessern. Teilnehmerinnen und Teilnehmer, die sich alle in der letzten Rehabilitationsphase nach einer Verletzung am VKB befinden, werden in eine von drei Gruppen eingeteilt: ExerCube, Heimversion des ExerCubes und Kontrollgruppe. Während die Kontrollgruppe eine Standardrehabilitation durchläuft, führen die beiden Gruppen «ExerCube» und «ExerCube@home» jeweils Trainings in der zugewiesenen Umgebung durch. Anhand von Assessments zur Bewertung der physischen sowie der kognitiven Leistung wird der Effekt des ExerCube gemessen. Darüber hinaus werden Fragebögen und Interviews zu Motivation und die Auswertung der Patientenadhärenz Aufschluss über Unterschiede in der Akzeptanz des ExerCube Trainings zu Hause, im therapeutischen Umfeld und allgemein geben.

AP5: Öffentlichkeitsarbeit und Verbreitung (Leitung: Win4)
Nach Abschluss der F&E-Arbeiten werden die Projektpartner die Ergebnisse gemeinsam über verschiedene Kanäle verbreiten. Geplant sind unter anderem Workshops mit Angehörigen der Gesundheitsberufe, Therapeutinnen und Therapeuten sowie Bildungseinrichtungen, um sie über und für den Einsatz der neu entwickelten Anwendung im Bereich der Sporttherapie zu informieren und zu begeistern. Die Ergebnisse werden auf Kongressen und Messen einem Fachpublikum sowie der Öffentlichkeit präsentiert. Sphery wird zudem mit dem Vertrieb der neu entwickelten Funktionen beginnen.

Projektpartner

Projektorganisation