Die Konzeption und softwaretechnische Umsetzung eines digitalen Therapiesystems zur Sturzprophylaxe für Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen

Inhaltsverzeichnis

1 Zusammenfassung

2 Einleitung

3 Technische Voraussetzungen zur Konzeption

3.1 Hardware

3.1.1 Bewegungssensitiver Controller

3.1.2 Kamera

3.1.3 Auswahl der Hardware

3.1.4 Kinect v2

3.1.5 Eignung der Kinect v2 für ein digitales Therapiesystem

3.1.6 Entwicklungscomputer

3.2 Software

3.2.1 Unity

3.2.2 Integration der Kinect in Unity

3.3 Entwicklungsumgebung

4 Konzeption – Theorie

4.1 Softwaretechnische Konzeption

4.2 Zielgruppenorientierte Konzeption

5 Konzeption Praxis

5.1 Praxistest

5.1.1 Auswertung Fragebögen

5.1.2 Beobachtungen

5.1.3 Testfazit

5.2 Konzeptentwicklung

5.2.1 Übungsauswahl und Umsetzung

5.2.2 Menü und Spielablauf

5.2.3 Datenspeicherung

6 Softwaretechnische Umsetzung

6.1 Unity-Verwendung

6.1.1 Unity-Klassen

6.1.2 Unity-Komponenten

6.2 Implementierung des Spielablaufs

6.2.1 Player-Klasse

6.2.2 Game-Klasse

6.2.3 GlobalControl

6.2.4 ScoreManager-Klasse

6.2.5 PlayerManager-Klasse

6.2.6 GameControlScript-Klasse

6.3 Kinect-Verwendung

6.3.1 Kinect Integration

6.3.2 Veränderung des Unity EventSystems

6.3.3 Grundprinzip der Spielesteuerung

6.4 Implementierung eines Spiels

6.5 Datenbank

7 Probleme

8 Verbesserungs- und Erweiterungsmöglichkeiten

9 Ausblick

Zielsetzung und Themen

Ziel dieser Arbeit ist die prototypische Entwicklung und softwaretechnische Umsetzung des digitalen Exergame-Therapiesystems "STAY-Fit", das speziell zur Sturzprophylaxe für Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen in Pflegeeinrichtungen konzipiert wurde. Im Fokus steht dabei die intuitive Steuerung per Kinect-Kamera sowie die Anpassung an die Bedürfnisse der Zielgruppe.

• Entwicklung eines adaptiven digitalen Therapie-Prototyps
• Einsatz der Microsoft Kinect v2 als berührungslose Steuerungseinheit
• Nutzung der Unity-Game-Engine für die Software-Implementierung
• Evaluation durch Praxistests in Altenheimen und Pflegeeinrichtungen
• Konzeption einer zielgruppengerechten Bedienoberfläche und Datenstruktur

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Zusammenfassung: Diese Arbeit stellt die Konzeption und Entwicklung des Exergame-Systems "STAY-Fit" zur Sturzprophylaxe bei neurodegenerativen Erkrankungen vor, basierend auf Praxistests und technischer Implementierung mit Unity.

2 Einleitung: Die Einleitung beleuchtet den demografischen Wandel und die Bedeutung der Sturzprophylaxe durch technologische Gesundheitsförderung mittels Exergames.

3 Technische Voraussetzungen zur Konzeption: Dieses Kapitel definiert die Hardware-Anforderungen, insbesondere die Wahl der Kinect v2 sowie die Nutzung der Unity Game-Engine als Software-Framework.

4 Konzeption – Theorie: Hier werden theoretische Ansätze wie das "Dual Flow Model" und Anforderungen für ein "Game Flow"-Konzept in Exergames erläutert.

5 Konzeption Praxis: Dieses Kapitel dokumentiert die durchgeführten Praxistests in Pflegeeinrichtungen, die Auswertung der Fragebögen und die daraus resultierende Konzeptverfeinerung.

6 Softwaretechnische Umsetzung: Dieser Hauptteil beschreibt detailliert die Programmierung in C# mit Unity, die Klassenstruktur und die technische Integration der Kinect-Sensorik.

7 Probleme: Der Autor identifiziert technische Schwierigkeiten wie vereinzelte Aussetzer der Körpererkennung und Herausforderungen bei der menüseitigen Skalierung auf unterschiedliche Bildschirme.

8 Verbesserungs- und Erweiterungsmöglichkeiten: Hier werden Potenziale für zukünftige Iterationen diskutiert, darunter Ranglisten für sozialen Wettbewerb, personalisierte Grafiken und die Integration klinischer Testverfahren.

9 Ausblick: Der abschließende Ausblick skizziert den Übergang vom Prototypen zur Marktreife sowie die Planung einer Unternehmensgründung und notwendige medizinproduktrechtliche Prüfungen.

Schlüsselwörter

Sturzprophylaxe, Neurodegenerative Erkrankungen, Exergame, STAY-Fit, Kinect v2, Unity, Softwareentwicklung, Sturzrisiko, Balance-Training, Gesundheitsförderung, Demenz, Prototyp, Spielentwicklung, Mensch-Maschine-Interaktion, Pflegeeinrichtungen.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeption und technischen Umsetzung eines digitalen Therapiesystems ("Exergame") zur Sturzprophylaxe für Menschen mit neurodegenerativen Erkrankungen.

Was sind die zentralen Themenfelder?

Zentrale Themen sind die Eignung berührungsloser Sensortechnologie (Kinect), die softwaretechnische Entwicklung mit der Unity Engine sowie die Bedürfnisse älterer Menschen in der therapeutischen Spielumgebung.

Was ist das primäre Ziel der Forschung?

Das Hauptziel ist die Entwicklung eines funktionsfähigen Prototyps namens "STAY-Fit", der den spezifischen motorischen und kognitiven Anforderungen von Patienten in Pflegeeinrichtungen gerecht wird.

Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?

Die Arbeit basiert auf einem iterativen Prozess, der eine theoretische Fundierung (Flow-Theorie) mit empirischen Praxistests in Pflegeheimen kombiniert, um Anforderungen zu validieren und das System fortlaufend zu optimieren.

Was wird im Hauptteil behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in die Konzeption (Theorie und Praxis) und die softwaretechnische Implementierung, inklusive Klassendiagrammen, Datenbankanbindung und der spezifischen Integration der Kinect-Schnittstellen.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

Wichtige Begriffe sind Sturzprophylaxe, Exergaming, Unity-Engine, Microsoft Kinect v2, demenzgerechte Gestaltung und gesundheitliche Prävention im Alter.

Wie unterscheidet sich die Steuerung bei Patienten mit körperlichen Einschränkungen?

Das System erlaubt alternative Spielweisen, etwa sitzend im Rollstuhl, wobei die Bewegungen so adaptiert werden, dass die sensiblen Kinect-Sensoren weiterhin eine Spielinteraktion ermöglichen, ohne die Balancefähigkeit zu überfordern.

Warum wurde die Kinect v2 für die Steuerung gewählt?

Die Wahl fiel auf die Kinect v2, da sie im Gegensatz zu Controllern (wie bei der Wii) eine rein körperbewegungsbasierte Steuerung ermöglicht, was für die Zielgruppe ohne Controller-Erfahrung intuitiver und koordinativ besser handhabbar ist.

Welche Rolle spielt die Datenbank-Implementierung?

Die SQL-Datenbank (via SQLite) dient der langfristigen Speicherung von Spielerdaten und Fortschrittspunkten, um für jeden Patienten individuelle Analysen zu ermöglichen und Wettbewerb bzw. Motivation innerhalb der Spielerunde zu fördern.