Entwicklung eines Telepresence Labs zur Untersuchung von neuartigen Eingabemethoden in der Telemedizin

Type: Bachelorarbeit
Status: Beendet September 2018
Beginn: Januar 2018
Student: Jan Niklas Rösch
Tutor: Raphael Allner
Supervisor: Prof. Dr. rer. nat. Stefan Fischer

Forschungsgebiet

Der Begriff Telemedizin setzt sich aus Telekommunikation und Medizin zusammen. Damit werden vorrangig die Behandlungen von Patienten auf räumlicher Distanz beschrieben, welche zudem zeitlich asynchron ablaufen können. Längst wird Telemedizin deutlich differenzierter als Beschreibung für ein umfassendes Themengebiet von medizinischen Anwendungen genutzt, welche auf Telekommunikations- und Informationstechniken basieren. Der demografische Wandel führt dazu, dass immer mehr alte und damit auch häufiger chronisch kranke Menschen von einem kleiner werdenden Anteil der arbeitenden Bevölkerung medizinisch versorgt werden müssen. Gerade im ländlichen Raum führt dies zu einer gravierenden Unterversorgung, wofür dringend Lösungen gefunden werden müssen. Mit Anwendungen der Telemedizin soll die Versorgung neben den ländlichen auch in urbanen, gut versorgten Regionen in Bezug auf spezielle Fragestellungen verbessert werden.

Dabei gilt es vor Allem die Interaktion zwischen den Nutzern so genau wie möglich abzubilden, um nicht nur spezialisierte, sondern auch alltägliche Aufgaben bewältigen zu können. Zwar gibt es bereits einige vereinzelte Systeme, die jeweils einen kleinen Teil der menschlichen Interaktion abbilden, allerdings fehlt es oft an Schnittstellen und Verbindungsmöglichkeiten dieser Systeme. Ziel sollte es jedoch sein, vorhandene Technologien zu verknüpfen um die Telepräsenz, also das Gefühl des Nutzers, sich in der entfernten Remote-Umgebung präsent zu fühlen, zu verstärken. Um dies zu ermöglichen, ist eine genaue Kenntnis der verschiedenen Ein- und Ausgabegeräte notwendig.

Thema der Arbeit/Aufgabenstellung

Kern dieser Arbeit ist die Konzeption und Realisierung eines Testlabors, welches zur interdisziplinären Experten-Evaluation von motorischen Eingabegeräten eingesetzt werden soll. Dabei soll ein Simulator konzipiert und implementiert werden, welcher die Sensordaten eines motorischen Eingabegerätes verarbeitet und visualisiert. Das umgesetzte System soll gemeinsam mit einem physischen Testlabor eingerichtet werden. Dieses soll die Möglichkeit bieten verschiedene Eingabegeräte zu evaluieren, deren Eingabeparameter visuell aufzubereiten und Interaktionen zu simulieren.

Zusammenfassung

Im Rahmen dieser Arbeit wird die Konzeption und anschließende Realisierung eines Testlabors für telemedizinische Eingabegeräte beschrieben. Dabei ist sowohl ein physisches Testlabor, als auch ein Simulator entstanden, in denen verschiedene Steuerungsmöglichkeiten eingebettet und anhand medizinischer Behandlungen erprobt werden können. Dabei soll dieses System dazu eingesetzt werden können, Anforderungen an diese Eingabegeräte in dem medizinischen Kontext evaluieren zu können. Die Struktur des Labors und des Simulators wurde dabei so angelegt, dass neue Geräte
leicht eingebunden werden und mit bereits bestehenden Systemen kombiniert werden können.

Die erstellte Arbeit baut dabei auf eine Literaturrecherche auf und wurde mehrfach während der Bearbeitung durch Expertenworkshops mit Softwareentwicklern und Ärzten im Sinne des UCD evaluiert.

Dabei konnten bereits einige erste Ergebnisse für die Anforderungen der Geräte gesammelt werden. So konnte unter anderem gezeigt werden, dass sich Gestensteuerung oft schlecht mit anderen haptischen Eingabemethoden kombinieren lässt und einige bereits kommerziell erhältliche Produkte noch Mängel in der technischen Umsetzung enthalten und daher ungeeignet für den medizinischen Kontext sind. Hingegen konnte gezeigt werden, dass das HTC Vive Ökosystem bereits für simulierte
Behandlungen eingesetzt werden kann.

Die Modularität des entwickelten Systems hat bereits während der Iterationen die Entwicklung vereinfacht, und zeigt daher, dass die Softwarearchitektur bestens dazu geeignet ist, weitere Geräte einzubinden und zu erweitern. Insbesondere der Einsatz eines Sprachassistenten ist für  telemedizinische Anwendungsfälle von großem Nutzen, da dieser die Arbeit eines Arztes unterstützen kann. Zudem ermöglicht dieser die schnelle Einarbeitung in das Labor.

Das entwickelte Labor stellt dabei die Grundlage für die Evaluation neuer Eingabemethoden dar und ermöglichen so den Einsatz von kommerziell erhältlichen Eingabegeräte in der Telemedizin und verwandten Bereichen.