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Hemiplegic patients using VR glasses to train in virtual worlds

Start-up Rehago develops fun training system for stroke patients

Hemiplegic patients using VR glasses to train in virtual worlds

(Source: Rehago)

(Stuttgart/Reutlingen) – The start-up Rehago from Reutlingen has developed a cost-effective training system for hemiplegic stroke patients. Virtual reality games are to be used in addition to conventional ergotherapy and physiotherapy to help patients re-establish neural pathways and compensate for motor deficits. This simple-to-use system, comprising VR glasses, smartphone and controller, can be used in collaboration with a therapist in the patient’s home or soon in the clinic itself.

In most cases, strokes occur without any warning, and the effects pose major challenges to patients and their families. The sudden interruption of the brain’s blood supply causes certain functions of the central nervous system to fail, adversely affecting motor skills, among other things, and typically resulting in paralysis of one side of the body. Affecting an estimated 270,000 people every year in Germany alone, strokes are one of the leading causes of disability.

It has long been known that motor deficits can be successfully compensated for, or at least alleviated, if patients receive therapy at an early stage. For that reason, rehabilitation generally begins in the hospital or the rehabilitation clinic and is continued later on an outpatient basis, usually with the help of therapists visiting patients at home to oversee exercises. „From a medical standpoint, it would be advisable to train daily,“ explains Philipp Zajac, CEO of Rehago. „But many patients can’t do their exercises without the guidance of a therapist, who, in many cases, can only visit the patient once a week.“

This is where the start-up Rehago from the STERN BioRegion comes into play. The team of IT experts and game developers have created a platform offering games for a virtual training programme designed to support the therapy of stroke patients. They worked in consultation with an advisory board of therapists and medical professionals, including Prof. Peter Flachenecker, Chief Physician at the Quellenhof Neurological Rehabilitation Centre in Bad Wildbad: „We know from neuroscience that targeted rehabilitation can be used after a brain injury such as a stroke to re-establish neural circuits and activate affected regions of the brain or have other regions take over their functions. An entertaining training programme that encourages patients to carry out regular exercises can be very helpful in this regard.“

This system can be used with input from a therapist in the patient’s home or – pending CE certification – in the clinic itself. All the patients need are VR glasses, which can display 3D images with the aid of a smartphone, and a handheld controller. A smartphone app provides access to a variety of games offering optimum support for the exercises targeting affected body parts. Rehago also makes use of mirror therapy, whereby patients „move“ the paralysed side of their body with the help of a mirror. Zajac, whose master’s thesis dealt with the relationship between movement and the brain’s ability to process it, explains: „Although the patient isn’t using the paralysed hand to grab anything in the game, the glasses make it seem – and apparently feel – as though he were indeed using that hand.“

The games are tailored precisely to the needs of the patients, who are typically older, which is why simple applications like „Memory“ are available, as opposed to action-oriented shooter games or complex simulation games. „Patients are guided through a personalised and entertaining virtual environment in which it appears they can move their paralysed arm again. The visual feedback from the actions they carry out in the VR game causes neural pathways to be reorganised,“ explains Zajac. Rehago does not see itself as a substitute for therapists – who are still needed to guide patients‘ movements – but as additional support. Ergotherapists, with whom the company is already collaborating, have confirmed this: „The use of virtual reality in rehabilitation – with stroke patients, for example – offers great potential for supportive therapy,“ says Zajac. „More than anything else, it motivates patients to train regularly on their own because, simply put, the VR glasses make training fun.“

„Rehago is a good example of how two originally unrelated sectors – medtech and computer games – can coalesce,“ says BioRegio STERN’s Managing Director Dr. Klaus Eichenberg. „I’m convinced that the idea of a VR system with training games for hemiplegic patients won’t just impress healthcare professionals, but also has a lot of commercial potential.“ The start-up will initially be moving into office containers at the Center for Entrepreneurship at Reutlingen University.

Before the company was even founded in August 2018, the team had already won Samsung’s ideas competition „Life’s a Pitch 2018“, endowed with EUR 50,000, and the „MFG BW goes MOBILE“ ideas competition for mobile solutions, which brought in another EUR 10,000. Zajac has a completely new sales platform in mind for Rehago’s future, which he believes will not only reduce rehabilitation costs, but will also open up entirely new markets for game developers.

About BioRegio STERN Management GmbH:
BioRegio STERN Management GmbH promotes economic development in the life sciences industry, helping to strengthen the region as a business location by supporting innovations and start-up companies in the public interest. It is the main point of contact for company founders and entrepreneurs in the Stuttgart and Neckar-Alb regions, including the cities of Tübingen and Reutlingen.
The STERN BioRegion is one of the largest and most successful bioregions in Germany. Its unique selling points include a mix of biotech and medtech companies that is outstanding in Germany and regional clusters in the fields of automation technology and mechanical engineering.

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Wissenschaft Technik Umwelt

Halbseitig Gelähmte üben mit VR-Brille in virtuellen Welten

Start-up Rehago entwickelt spielerisches Trainingssystem für Schlaganfallpatienten

Halbseitig Gelähmte üben mit VR-Brille in virtuellen Welten

(Bildquelle: Rehago)

(Stuttgart/Reutlingen) – Das Start-up Rehago aus Reutlingen hat ein kostengünstiges Trainingssystem für halbseitig gelähmte Schlaganfallpatienten entwickelt. Virtual-Reality-Spiele sollen als Unterstützung der herkömmlichen Ergo- und Physiotherapien dazu beitragen, Nerven neu zu vernetzen und motorische Defizite zu kompensieren. Das System aus VR-Brille, Smartphone und Controller kann in Kooperation mit dem Therapeuten unkompliziert beim Patienten zu Hause oder bald auch in der Klinik angewendet werden.

Ein Schlaganfall kommt meist völlig unerwartet und die Auswirkungen stellen den Patienten und seine Angehörigen vor große Herausforderungen. Durch die plötzliche Störung der Blutversorgung im Gehirn fallen Funktionen des Zentralnervensystems aus und beeinträchtigen unter anderem die Motorik; typisch ist die halbseitige Lähmung. Geschätzt trifft es allein in Deutschland etwa 270.000 Menschen jährlich, der Schlaganfall gilt als eine der häufigsten Ursachen für Behinderungen.

Längst ist bekannt, dass durch frühzeitige Therapien, die motorischen Defizite erfolgreich aufgeholt oder zumindest gemildert werden können. In der Regel beginnen die Rehabilitationsmaßnahmen daher noch im Krankenhaus oder der Rehaklinik und werden später ambulant fortgesetzt, meist mithilfe von Therapeuten, die mit den Patienten zu Hause üben. „Medizinisch sinnvoll wäre es, täglich zu trainieren“, erklärt Philipp Zajac, CEO der Rehago. „Aber viele Patienten schaffen die Übungen ohne die Anleitung durch einen Therapeuten nicht. Diese aber können den Patienten oft nur einmal in der Woche aufsuchen.“

Genau hier setzt das Start-up Rehago aus der BioRegion STERN an: Das Team aus Informatikern und Spieleentwicklern hat eine Plattform zur Therapieunterstützung von Schlaganfallpatienten entwickelt, die Spiele für ein virtuelles Trainingprogramm anbietet. Dazu haben sie sich von einem Advisory Board aus Therapeuten und Medizinern beraten lassen, darunter Prof. Dr. Peter Flachenecker, Chefarzt des Neurologischen Rehabilitationszentrums Quellenhof in Bad Wildbad: „Aus den Neurowissenschaften wissen wir, dass durch gezielte Reha-Maßnahmen nach einer Hirnschädigung wie beispielsweise einem Schlaganfall Nervenzellen neu vernetzt und betroffene Gehirnregionen aktiviert beziehungsweise deren Funktion von anderen Regionen übernommen werden können. Ein spielerisches Trainingsprogramm, das zu regelmäßigen Übungen anregt, kann dabei sehr hilfreich sein.“

Das System kann in Kooperation mit dem Therapeuten beim Patienten zu Hause oder – nach Abschluss der bevorstehenden CE-Zerfizierung – auch in der Klinik angewendet werden. Die Patienten benötigen lediglich eine VR-Brille, die mit Hilfe eines Smartphones dreidimensionale Seheindrücke vermitteln kann, sowie einen Controller für die Hand. Eine App auf dem Smartphone bietet den Zugang zu verschiedenen Spielen, die die Übungen für die betroffenen Körperteile optimal unterstützen. Rehago setzt dabei auch auf die Spiegeltherapie, bei der Patienten – eigentlich mit Hilfe eines Spiegels – die gelähmte Seite „bewegen“. Philipp Zajac, der sich auch im Rahmen seiner Masterarbeit mit dem Zusammenhang von Bewegung und Begreifen im Gehirn beschäftigt hat, erklärt: „Im Spiel verwendet der Patient zwar die nicht gelähmte Hand, um etwas zu greifen, aber die Brille vermittelt ihm den Eindruck – und scheinbar das Gefühl -, dass er mit der gelähmten Hand agiert.“

Die Spiele sind ganz auf die Bedürfnisse der meist älteren Patienten zugeschnitten, Action-orientierte „Ballerspiele“ oder komplexe Simulationsspiele stehen daher nicht zur Auswahl; dafür einfache Anwendungen wie „Memory“. „Der Patient wird auf unterhaltsame Weise durch eine personalisierte virtuelle Umgebung geführt, in der er seinen gelähmten Arm scheinbar wieder bewegen kann. Die visuelle Rückmeldung der ausgeführten Aktion im VR-Spiel führt zu einer Reorganisation des Hirnnetzwerks“, erläutert Zajac. Rehago sieht sich dabei nicht als Ersatz des menschlichen Therapeuten, der nach wie vor Bewegungen des Patienten anleiten muss, sondern als dessen Ergänzung. Ergotherapeuten, mit denen das Unternehmen bereits zusammenarbeitet, haben dies bestätigt: „Der Einsatz von Virtual Reality im Reha-Bereich, beispielsweise bei Schlaganfallpatienten, bietet großes Potential in der unterstützenden Therapie“, ist Zajac überzeugt. „Insbesondere motiviert es die Patienten eigenständig und regelmäßig zu trainieren, da das Üben mit der VR-Brille einfach auch Spaß macht.“

„Rehago ist ein gutes Beispiel für das Zusammenwachsen von einander zunächst fremden Branchen: der Medizintechnik und der Computerspiele-Branche“, freut sich BioRegio STERN-Geschäftsführer Dr. Klaus Eichenberg. „Ich bin überzeugt, dass die Idee eines VR-Systems mit Trainingsspielen für halbseitig gelähmte Menschen nicht nur medizinische Fachkreise begeistert, sondern auch wirtschaftlich viel Potenzial hat.“ Das Start-up wird zunächst in Büro-Containern im Rahmen des Entrepreneurship an der Hochschule Reutlingen einziehen.

Noch vor der eigentlichen Unternehmensgründung im August 2018 hatte das Team den mit 50.000 Euro dotierten Samsung Ideenwettbewerb „Life“s a Pitch“ 2018 sowie den Ideenwettbewerb für mobile Lösungen „MFG BW goes MOBILE“, der weitere 10.000 Euro Startkapital einbrachte, gewonnen. Für die Zukunft von Rehago schwebt Philipp Zajac eine komplett neue Vertriebsplattform vor, die nicht nur die Kosten für die Rehabilitation senken, sondern auch für Spieleentwickler ganz neue Märkte eröffnen soll.

Über die BioRegio STERN Management GmbH:
Die BioRegio STERN Management GmbH ist Wirtschaftsentwickler für die Life-Sciences-Branche. Sie fördert im öffentlichen Auftrag Innovationen und Start-ups und trägt so zur Stärkung des Standorts bei. In den Regionen Stuttgart und Neckar-Alb mit den Städten Tübingen und Reutlingen ist sie die zentrale Anlaufstelle für Gründer und Unternehmer.
Die BioRegion STERN zählt zu den großen und erfolgreichen BioRegionen in Deutschland. Alleinstellungsmerkmale sind die bundesweit einzigartige Mischung aus Biotechnologie- und Medizintechnikunternehmen sowie die regionalen Cluster der Automatisierungstechnik, des Maschinen- und Anlagenbaus.

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