Abstrakte virtuelle Illusionen für die Schlaganfalltherapie (eBook)

Thomas Schüler arbeitet als Technologieberater und Softwareentwickler an der Einführung von virtuellen Umgebungen in industriellen und medizinischen Kontexten zur Förderung von Kommunikations- und Lernprozessen. Sein Ziel ist es, Softwaresysteme, die den Wissenserwerb, das motorische Lernen oder die Aufnahme von Informationen erleichtern, in der alltäglichen Anwendung zu etablieren.

Geleitwort 5
Danksagung 7
Inhaltsverzeichnis 9
Abbildungsverzeichnis 13
Tabellenverzeichnis 15
1 Einleitung 16
1.1 Ausgangslage und Motivation 17
1.1.1 Ausgangslage 17
1.1.2 Motivation 19
1.2 Problemstellung 22
1.2.1 Forschungsfragen 22
1.2.2 Forschungsziele 23
1.2.3 Eingrenzung 24
1.3 Beitrag 25
1.3.1 Einordnung der Arbeit 26
1.3.2 Gesellschaftliche Bedeutung 28
1.4 Was ist virtuelle Realität? 31
1.5 Aufbau der Arbeit 33
2 Grundlagen 35
2.1 Virtuelle Rehabilitation - Stand der Forschung 36
2.1.1 Begriffsbestimmung 36
2.1.2 Erläuterung anhand von Beispielen 39
2.1.3 Merkmale der Virtuellen Rehabilitation 45
2.1.4 Evidenz des Einsatzes für die neurologische Rehabilitation 51
2.1.5 Verwandte Arbeiten 54
2.1.6 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 58
2.2 Neurologische Grundlagen 59
2.2.1 Pathologie des Schlaganfalls 61
2.2.2 Therapeutische Behandlung des Schlaganfalls 64
2.2.3 Motorische Aktion und motorisches Lernen 68
2.2.4 Spiegeltherapie 80
2.2.5 Abstrakte und virtuelle Illusionen von Bewegung 86
2.2.6 Zusammenfassung 93
2.3 Präsenzgefühl in virtueller Realität 94
2.3.1 Begriffsbestimmung 95
2.3.2 Präsenz und motorische Aktion 102
2.3.3 Hinweise für die Gestaltung von virtuellen Umgebungen 106
2.3.4 Zusammenfassung 111
2.4 Theoretische und praktische Aspekte der Interaktionsgestaltung mit virtueller Realität 112
2.4.1 Wahrnehmung 112
2.4.2 Theorien menschlichen Verhaltens 118
2.4.3 Gamification 126
2.4.4 Visualisierung 133
2.4.5 Zusammenfassung 138
3 Das Therapiesystem AVUS 140
3.1 Gestaltungsziele und erwartete therapeutische Wirkungen 140
3.1.1 Abstrakte Visualisierungen von Bewegungen 141
3.1.2 Kohärente Sinnesreize 142
3.1.3 Freie Exploration externer Bewegungseffekte 143
3.1.4 Identifikation mit abstrakten Illusionen 144
3.1.5 Übersicht der Gestaltungsziele und erwarteten Wirkungen 146
3.2 Anforderungen 149
3.2.1 Therapeutische Rahmenbedingungen 149
3.2.2 Technische Systemumgebung 153
3.3 Beschreibung des Therapiesystems 159
3.3.1 Virtuelle Umgebung 159
3.3.2 Benutzungsschnittstelle, Ablauf und Statistik 173
3.4 Anwendungstests 181
3.4.1 Organisation und Durchführung 182
3.4.2 Ergebnisse und Auswirkungen auf die Systemgestaltung 184
4 Pilotstudie 191
4.1 Zielsetzung 192
4.1.1 Vorläufige Hypothesen 193
4.1.2 Postulierte Wirkungszusammenhänge 195
4.2 Rahmenbedingungen 197
4.2.1 Feldzugang 197
4.2.2 ProbandInnen 198
4.2.3 Forschungsethik 200
4.2.4 Zeitlicher Ablauf 202
4.3 Methodik 202
4.3.1 Forschungsprotokoll 202
4.3.2 Ablauf der Interventionen 206
4.3.3 Forschungsmethoden 210
4.3.4 Auswertung 221
4.4 Ergebnisse 226
4.4.1 Statistische Übersicht 227
4.4.2 Korrelation der erhobenen Daten 236
4.4.3 Fallstudien 241
4.4.4 Beurteilung der vorläufigen Hypothesen 264
5 Diskussion der Forschungsergebnisse 268
5.1 Erkenntnisse aus der Entwicklung und Anwendung der AVUS 269
5.1.1 Abstrakte Bewegungsvisualisierungen erweitern das Repertoire der neurologischen Therapie 269
5.1.2 Kohärente Sinnesreize binden die Aufmerksamkeit und animieren zu aktiver Bewegung 272
5.1.3 Externe Bewegungseffekte und Illusionen uneingeschränkter Bewegungen unterstützen die motorischen Rehabilitation 276
5.1.4 Die Anwendung der AVUS mit SchlaganfallpatientInnen ist plausibel 279
5.2 Potentiale 284
5.2.1 Abwechslungsreiche Therapieabläufe 284
5.2.2 Heimtraining 286
5.2.3 Automatisierte Auswertung von Bewegungsinformationen 287
5.2.4 Einsatz für andere Zielgruppen und therapeutische Ansätze 288
5.2.5 Erweiterung der auditiven Komponente 289
5.3 Einschränkungen 289
5.3.1 Prospektive Entwicklung und Anwendung 289
5.3.2 Mangelhafte Sensordaten 290
5.3.3 Geringe Immersion 292
5.4 Interaktionsgestaltung virtueller Umgebungen 292
5.4.1 Drei Arten von Rückmeldungen in virtuellen Umgebungen 293
5.4.2 Benutzerzentrierte Entwicklung von Therapiesystemen 297
5.4.3 Abstrakte Darstellungsformen im Kontext der Gamification 299
6 Schluss 302
6.1 Zusammenfassung und Fazit 302
6.2 Ausblick 308
Literaturverzeichnis 313