Eine offene Technologie für ambulantes Langzeit-Monitoring der Kamptokormie

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Nils Gerd Margraf; Professor Dr. Robert Rieger
• Fachliche Zuordnung: Biomedizinische Systemtechnik ; Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 510140239

Die Kamptokormie beschreibt eine häufig behindernde pathologische Vorwärtsbeugung des Rumpfes, die nicht direkt durch einen anatomischen Defekt verursacht ist, und oft mit einer Parkinsonerkrankung assoziiert ist. Der Beugewinkel des Oberkörpers ist ein signifikanter Indikator für Stadium und Schweregrad der Kamptokormie. Es wird vermutet, dass der Winkel im Laufe eines Tages variiert und möglicherweise von der akkumulierten Belastung des Patienten abhängt. Eine genaue Messung ist für die Planung und Kontrolle einer gezielten Intervention unerlässlich. In diesem Projekt werden eine Reihe wissenschaftlicher Fragen behandelt, die allgemein für den Entwurf tragbarer elektronischer Systeme zur Langzeitüberwachung von Patienten in ihrer natürlichen häuslichen Umgebung sowie speziell für die Anwendung bei Kamptokormie relevant sind. Unser Ziel ist, einen Systemaufbau und Algorithmen für die kontinuierliche Messung zu entwickeln, mit dem wir einen Indikator für den Verlauf der Kamptokormie liefern können. Ein belastbarer Parameter basierend auf Langzeitaufnahmen (über 24 Stunden) in der häuslichen Umgebung würde die Tür zum besseren Verständnis dieses Symptoms und letztlich zu gezielteren Interventionen und Therapien öffnen. Wir untersuchen, ob der Winkel im Tagesverlauf mit den subjektiv empfundenen Beschwerden in Zusammenhang steht und vergleichen die gemessenen Werte mit den Behinderungsskalen. Wir entwickeln ein System, das eine genauere Einschätzung der Kamptokormie liefert als herkömmliche statische Einzelmessungen. Es ist auch zu erwarten, dass eine dauerhafte, nicht einschränkende Erfassung die Relevanz der Daten im Vergleich zur Messung in der Klinik verbessert und Erkenntnisse über die Rolle der Erholung liefert. Wir untersuchen, welche technischen Entwicklungen eine zuverlässige, vom Patienten akzeptierte und überwiegend autonome Aufzeichnung ermöglichen. Dies schließt Fragen bezüglich des Systemdesigns ein, etwa die Entwicklung von Algorithmen zur Datenerfassung und Klassifizierung auf Basis unserer geometrischen Rumpfmodelle und maschinellem Lernen, oder wie ein Sensorsystem beschaffen sein muss, um vom Patienten im Alltag selbständig angelegt und getragen zu werden. Technische Problemstellungen, etwa die Unterdrückung von Bewegungsartefakten, werden untersucht. Wir führen technologieorientierte Forschung durch, die zur Realisierung eines tragbaren elektronischen Systems führt, das zuverlässig und bequem zu verwenden ist und zuordenbare Daten liefert, die den Verlauf der Kamptokormie nachvollziehbar beschreiben und neue Erkenntniswege eröffnen. Wir machen die erforschte Hard- und Software anderen Forschern zugänglich und etablieren einen möglichen offenen Standard für die Beurteilung des Kamptokormieverlaufs. Eine begrenzte Anzahl von Kamptokormie-Patienten wird bereits in dieser Studie mit unserer Technologie ausgestattet und den Weg für potentielle zukünftige klinische Studien außerhalb dieses Projekts ebnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen