Wir freuen uns, dass unser VR-Therapiesystem CUREO unter Hypoxiebedingungen am Deutschen Zentrums für Luft- und Raufahrt (DLR) erfolgreich im Bereich Motorik-, Kognition und Atmung getestet wurde. Bemerkenswert ist, dass die Sauerstoffsättigung unter erschwerten Bedingungen der Hypoxie um bis zu 14 % mit Hilfe einer Atemübung gesteigert werden konnte. Die Atemdauer wurde hierbei über einen Ball angezeigt, der sich ausdehnte und wieder verkleinerte. Hierdurch wurden die Teilnehmenden angehalten, über einen definierten Zeitraum ein- und auszuatmen.
Das VR-Therapiesystem CUREO wurde nach einem erfolgreichen Präsentations-Workshop im September dieses Jahres weiter am Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin des DLR getestet. Unter Leitung der kardiovaskulären Abteilung (Prof. Jens Tank) und des Studienteams (Dr. Laura de Boni) konnten Teilnehmende das System unter Hypoxiebedingungen und Normalatmosphäre nutzen. Die Testungen unter Hypoxie erfolgten bei einer Sauerstoffkonzentration von 9,5 %, an welche die Teilnehmenden adaptiert waren. Die Sauerstoffkonzentration von 9,5 % entspricht einem Höhenäquivalent von 6150 m. Zum Vergleich: dies entspricht ungefähr der Höhe des Westgipfels des Mount Lobuche mit 6145 m im Himalaya, Nepal.
Copyright: DLR und CUREosity GmbH. Teilnehmende bei den Testungen unter Hypoxiebedingungen.
Der Summenscore für die motorischen Fähigkeiten von 4 Teilnehmenden, die eine definierte Anzahl an Testungen im Bereich Motorik (Meteor, Taiko) durchführte, ist in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt. Für die Aufgabe Taiko mussten die Teilnehmenden schnell heranfliegende Objekte punktgenau auf fünf im Raum verteilten Trommeln „zerschlagen“. Dies erfordert eine exzellente Reaktion und Koordination der linken und rechten oberen Extremität. Daher handelt es sich nicht nur um einen reinen Motoriktest, sondern auch einen Geschwindigkeitstest. Dies trifft auch auf Meteor zu, bei dem Objekte auf einer Kurvenbahn schnell auf den Teilnehmenden zufliegen und „eingefangen“ werden müssen.
Copyright: DLR und CUREosity GmbH. Teilnehmende bei den Testungen unter Hypoxiebedingungen.
Die motorischen Fähigkeiten waren unter Normalatmosphäre leicht besser als unter Hypoxiebedingungen. Die Teilnehmenden wiesen demnach keine deutlichen Einschränkungen ihrer motorischen Fertigkeiten unter Hypoxiebedingungen auf, was durch die hervorragende Adaptation im Vorfeld erklärt werden kann.
Abbildung 1
Summenscores der motorischen Fähigkeiten für die linke und rechte obere Extremität von 2 Teilnehmenden unter Normalatmosphäre (O2 21 %) und unter Hypoxiebedingungen (O2 9,5 %). Dargestellt sind die Summenpunkte für die Fähigkeiten Kraft, Fähigkeiten, Beweglichkeit und Reichweite der Bewegung.
Abbildung 2
Summenscores der motorischen Fähigkeiten für die linke und rechte obere Extremität von 2 Teilnehmenden unter Normalatmosphäre (O2 21 %) und unter Hypoxiebedingungen (O2 9,5 %). Dargestellt sind die Summenpunkte für die Fähigkeiten Kraft, Fähigkeiten, Beweglichkeit und Reichweite der Bewegung.
In Abbildung 3 und 4 sind die Einzeltestungen im Bereich Motorik (Taiko und Meteor) dargestellt.
Abbildung 3
Punkte der motorischen Fähigkeiten (Taiko) für die obere Extremität von 4 Teilnehmenden unter Normalatmosphäre (O2 21 %) und unter Hypoxiebedingungen (O2 9,5 %). Der Schwierigkeitsgrad betrug 89.
Beispiel: Taiko
Abbildung 4
Punkte der motorischen Fähigkeiten (Meteor) für die obere Extremität von 4 Teilnehmenden unter Normalatmosphäre (O2 21 %) und unter Hypoxiebedingungen (O2 9,5 %). Der Schwierigkeitsgrad betrug 82-83.
Die Gedächtnistestungen waren für die Teilnehmenden bei Normalatmosphäre und unter Hypoxie aufgrund der visuellen Darstellung mit Einschränkung des Gesichtsfeldes schwieriger durchzuführen. Zudem wurde die Schwierigkeit der Tests automatisch angepasst, je nachdem wie gut der Teilnehmende im Test zuvor abschnitt. Das bedeutet, dass die kognitiven Tests immer schwieriger oder auch automatisch leichter von der Software eingestellt wurden, je nachdem wie der Test zuvor bewältigt wurde. Drei Teilnehmende konnten die Aufgaben gut durchführen und erzielten unter Hypoxie und Normalatmosphäre sehr gute Ergebnisse (Abbildung 5). Ein Teilnehmer hatte in der initialen Testung unter Hypoxiebedingungen zu Beginn Schwierigkeiten, weshalb sein Ergebnis unter Hypoxie schlechter ausfiel (Teilnehmer 1, Abbildung 5).
Abbildung 5
Die Teilnehmenden nutzten auch eine Aufgabe aus dem Bereich Entspannung, um ihre Atmung zu kontrollieren. Hierbei wurde visuell ein Ball immer wieder aufgeblasen und dann die Luft wieder abgelassen.
Die Teilnehmenden mussten durch die gewählten Einstellungen tiefer und länger einatmen als normal. Dies führte zu einem deutlichen Anstieg der Sauerstoffkonzentration im Blut (bis zu 14 %), die mittels Pulsoxymetrie gemessen wurde, so dass Sauerstoffsättigungen bei drei Teilnehmenden von über 90 % erreicht werden konnten.
Die Teilnehmenden wurden angehalten, unter Hypoxie täglich Atemübungen durchzuführen, so dass eine Anleitung und Kontrolle per VR hier eine Unterstützung in zukünftigen Hypoxiestudien darstellen könnte.
Insgesamt wurden die Testungen von den Teilnehmenden als spannend, abwechslungsreich und ansprechend eingestuft. Die VR-Testungen stellten eine willkommene Abwechslung zu den gängigen Motorik- und Kognitions-Testungen dar, die im Rahmen anderer Studien am DLR durchgeführt werden.
Wir sind gespannt auf die weitere Zusammenarbeit mit dem DLR, die das Ziel verfolgt, die medizinische Versorgung im All und auf der Erde zu verbessern.
Das DLR im Überblick
Das DLR ist das Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt. Wir betreiben Forschung und Entwicklung in Luftfahrt, Raumfahrt, Energie und Verkehr, Sicherheit und Digitalisierung. Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR ist im Auftrag der Bundesregierung für die Planung und Umsetzung der deutschen Raumfahrtaktivitäten zuständig. Zwei DLR Projektträger betreuen Förderprogramme und unterstützen den Wissenstransfer.
Vgl. und weitere Infos: https://www.dlr.de/DE/organisation-dlr/das-dlr/dlr-im-ueberblick.html
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