Ein Rahmenwerk zur mobilen Unterstützung therapeutischer Interventionen [original]

Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Psychologie

Institut für Datenbanken und Informationssysteme

Direktor: Prof. Dr. Manfred Reichert

Dissertation

zur Erlangung des Doktorgrades Dr. rer. nat.

der Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Psychologie

der Universität Ulm

Ein Rahmenwerk zur mobilen

Unterstützung therapeutischer Interventionen

vorgelegt von

Marc Schickler

aus Ulm

2018

Amtierender Dekan Prof. Dr.-Ing. Maurits Ortmanns

Gutachter Prof. Dr. Manfred Reichert

Prof. Dr. Thomas Probst

Tag der Promotion 26.11.2018

für meinen Opa Rolf...

iii

Vorwort

Die vorliegende Arbeit entstand während meiner Tätigkeit als Doktorand am Institut für Da-

tenbanken und Informationssysteme der Universität Ulm. Die adressierten Problemstellungen

wurden im Rahmen des Forschungsprojekts MobileTx (Mobile Therapy Execution) identifiziert

und bearbeitet. Die Arbeit war darüber hinaus durch praktische Anforderungen und Fragestel-

lungen aus verschiedenen Teilprojekten mit externen Partnern geprägt. Als Resultat ist ein

innovatives Rahmenwerk für die flexible und mobile Unterstützung therapeutischer Interven-

tionen entstanden. An dieser Stelle möchte ich mich bei allen Personen bedanken, die mich

während dieser spannenden Zeit begleitet haben und ohne deren Unterstützung diese Arbeit in

der vorliegenden Form nicht möglich gewesen wäre.

Mein herzlicher Dank gilt zunächst Herrn Prof. Dr. Manfred Reichert für die enge Betreuung

dieser Arbeit, seiner freundschaftlichen Unterstützung und seinem Einsatz als Doktorvater.

Ich danke ebenfalls Herrn Prof. Dr. Thomas Probst für die Übernahme des Koreferats sowie

seinen kreativen und innovativen Ideen für diese Arbeit. Darüber hinaus möchte ich Herrn Dr.

Winfried Schlee für seine Hilfestellungen danken.

Ein ganz besonderer Dank gilt Herrn Dr. Rüdiger Pryss für seine unermüdliche Unterstützung,

unsere Freundschaft und seine grenzenlose Hilfsbereitschaft während meiner gesamten Promo-

tionszeit.

Weitere Freundschaften entstanden in dieser Zeit zu Dr. Johannes Schobel, Michael Zimoch,

Michael Stach, Tim Mohring und Kevin Andrews.

Ich möchte mich auch von ganzem Herzen bei meiner Frau Caro bedanken, die mir während der

gesamten Promotionszeit den Rücken freigehalten, mich motiviert und unterstützt hat. Glei-

cher Dank gilt meiner Mutter, meinem Vater und meiner Schwester Tanja, ohne deren Rückhalt

all dies nicht möglich gewesen wäre. Darüber hinaus möchte ich mich bei meiner Schwägerin

Nadine für das Korrekturlesen dieser Arbeit bedanken.

Zu guter Letzt möchte ich mich bei meinen Freunden Tobias Wieder, Tobias Ebner, Micha-

el Knoblauch, Sven Gastrock, Kevin Kaiser, Marcel Angerer und Marc Schneidewind für die

Unterstützung und die motivierenden Worte in den letzten Jahren bedanken.

Kurzfassung

Immer mehr Menschen leiden in der heutigen Zeit unter psychischen Erkrankungen, wie De-

pressionen oder Posttraumatischen Belastungsstörungen, die mithilfe therapeutischer Interven-

tionen im Rahmen einer Psychotherapie behandelt werden können. Die hierbei zur Anwendung

kommenden Interventionen hängen jeweils grundsätzlich von den zu Beginn der Therapie defi-

nierten Therapiezielen ab, und erstrecken sich teilweise über mehrere Sitzungen hinweg. Viele

Interventionen nutzen therapeutische Hausaufgaben, um die Zeit zwischen den Therapiesit-

zungen effizient zu gestalten bzw. eine bestmögliche Wirksamkeit der Intervention zu erzielen.

Hierbei spielt die korrekte Durchführung der Hausaufgabe eine große Rolle, d.h. diese sollte

einerseits im definierten Kontext (z.B. Zeit, Ort oder maximale Herzfrequenz) erfolgen und

andererseits entsprechend den Vorgaben des Therapeuten ausgeführt werden. Darüber hinaus

ist eine wahrheitsgetreue und lückenlose Rückmeldung (sog. Feedback) von Seiten des Patien-

ten über den Verlauf der Hausaufgabe essentiell, damit der Therapeut wichtige Erkenntnisse

hinsichtlich der Wirksamkeit der Hausaufgabe bzw. therapeutischen Intervention erhält. Auf-

grund fehlender technischer Lösungen ist es Therapeuten heute weder möglich, die Korrektheit

der durchgeführten Hausaufgabe zu überprüfen noch das direkte Feedback während oder im

Anschluss an die Hausaufgabe zu erfahren. Aber auch auf Seiten des Patienten fehlt eine maß-

geschneiderte technische Unterstützung, um eine kontinuierliche und angemessene Hausaufga-

bendurchführung gewinnbringend zu gewährleisten.

Die vorliegende Arbeit adressiert die erwähnten Aspekte und Anforderungen seitens der Thera-

peuten und Patienten durch Einführung eines umfassenden Rahmenwerks zur mobilen Unter-

stützung therapeutischer Interventionen. Die hierbei erarbeiteten Konzepte erlauben einerseits

eine robuste und flexible Ausführung therapeutischer Interventionen auf einem mobilen Endge-

rät des Patienten, andererseits ermöglichen sie deren flexible Modellierung und Konfiguration

durch den Therapeuten. Als weiteren Beitrag dieser Arbeit wurden Konzepte entwickelt, die

durch den Einsatz von End-User Development Techniken den Therapeuten in die Lage ver-

setzen, das technische Management therapeutischer Interventionen ohne Einbeziehung eines

IT-Experten durchzuführen. Mithilfe eines umfangreichen Prototyps wurde das Rahmenwerk

schließlich validiert und in mehreren praktischen Projekten getestet. Letztere haben gezeigt,

dass das vorgestellte Rahmenwerk einen erheblichen Beitrag in der aktuellen Gesundheitsfor-

schung leisten kann.

vii

viii

Inhaltsverzeichnis

I Problemstellung und Anforderungsanalyse 3

1 Einleitung 5

1.1 Hintergrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.2 Beitrag der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.3 Forschungsmethodik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.4 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2 Anforderungsanalyse 15

2.1 Szenarien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.1.1 Psychotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.1.2 Physiotherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.1.3 Instrumentalunterricht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.2 Generalisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

2.3 Projekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

2.3.1 TrackYourTinnitus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

2.3.2 Tinnitus Hearing Ability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

2.4 Anforderungsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

2.4.1 Aktivitäten und Übungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

2.4.2 Ausführungskontext . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

2.4.3 Patientenfeedback . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

2.4.4 Benachrichtigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

2.5 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

3 Stand der Technik 75

3.1 Aktuelle Forschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

3.2 Existierende Technologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3.2.1 minddistrict . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

3.2.2 TelePsy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

3.3 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

II Grundlagen 85

4 Therapeutische Interventionen und Hausaufgaben 87

4.1 Allgemeiner Empfehlungsprozess therapeutischer Hausaufgaben . . . . . . . . . 88

4.1.1 Gemeinsame Entwicklung und Formulierung . . . . . . . . . . . . . . . . 89

4.1.2 Spezifische Vergabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

4.1.3 Annahme und Auseinandersetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

4.1.4 Selbstständige Ausführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

4.1.5 Befragung des Patienten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

4.1.6 Erzählung der Erfahrungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

Inhaltsverzeichnis

5 Prozessumgebung 93

5.1 Prozessmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

5.2 Prozesselemente für azyklische Graphen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

5.3 Prozesselemente für zyklische Graphen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

5.4 Teilprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

III Technische Lösung 107

6 Das Projekt MobileTx 109

7 Entwickelte Metamodelle 113

7.1 Metamodell für therapeutische Interventionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

7.2 Prozess-Metamodell für therapeutische Interventionen . . . . . . . . . . . . . . 115

7.2.1 Therapeutische Intervention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

7.2.2 Therapeutische Hausaufgabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

7.2.3 Mobile Benachrichtigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

7.2.4 Ausführungskontext . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

7.2.5 Übung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

7.2.6 (Einfache) Patientenaktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

7.2.7 Komplexe Patientenaktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

7.2.8 Sensorische Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

7.2.9 Patientenfeedback . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

7.2.10 Multimediale Inhalte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

8 Mehrstufiger Ebenenbasierter Mobiler Prozess 135

8.1 Hausaufgaben-Ebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

8.2 Übungs-Ebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

8.2.1 Patientenaktivitäten-Ebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

8.2.2 Sensorische Messungen-Ebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

8.3 Teilprozess-Ebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

9 Modellierung therapeutischer Interventionen 139

9.1 Allgemeine Definition der technischen Interventionsoperationen . . . . . . . . . 139

9.1.1 INSERT-Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

9.1.2 DELETE-Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

9.1.3 MOVE-Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

9.1.4 MODIFY-Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

9.2 Erweiterte Definition der Interventionsoperationen in den Modellierungsebenen 145

9.2.1 Hausaufgaben-Ebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

9.2.2 Übungs-Ebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

9.2.3 Teilprozess-Ebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

9.3 Grafische Modellierungssprache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

10 Konfiguration und Ausführung therapeutischer Interventionen 187

10.1 Konfiguration mittels (Complex) Executable Components . . . . . . . . . . . . 187

10.1.1 Notification Executable Component . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

xii

Inhaltsverzeichnis

10.1.2 Patient Executable Component . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

10.1.3 Measurement Executable Component . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

10.1.4 Feedback Executable Component . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

10.1.5 Complex Executable Component . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

10.2 Ausführung therapeutischer Interventionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

IV Validation 197

11 Prototypische Implementierung 199

11.1 Albatros Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

11.1.1 Datenstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

11.2 Albatros Konfigurator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

11.2.1 Modellierung in der Übungs-Ebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

11.2.2 Detailkonfiguration in der Teilprozess-Ebene . . . . . . . . . . . . . . . . 207

11.2.3 Darstellung des mobilen Prozesses in BPMN 2.0 . . . . . . . . . . . . . 208

11.3 Albatros Therapie Management Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

11.3.1 Behandlungsmodul – Verwaltung einer Therapie bzw. Intervention . . . 210

11.3.2 Kontextmodul – Verwaltung der Ausführungskontexte . . . . . . . . . . 211

11.3.3 Aktivitätenmodul – Verwaltung der Patientenaktivitäten . . . . . . . . . 212

11.3.4 Medienmodul – Verwaltung der multimedialen Inhalte . . . . . . . . . . 214

11.4 Albatros Smartphone Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

11.4.1 Android Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

11.4.2 iOS Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

11.4.3 Hybrid Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

11.4.4 Mobile Process Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

11.4.5 Mobile Sensor Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223

11.4.6 Kontexterfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

11.5 Albatros Smartwatch Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

11.5.1 Eingabe des Patientenfeedbacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

12 Studie 237

12.1 Beschreibungsphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240

12.2 Modellierungsphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

12.3 Analyse und Auswertung der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

12.3.1 Material und Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

12.3.2 Deskriptive Statistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

12.3.3 Explorative Statistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

V Fazit 261

13 Zusammenfassung und Ausblick 263

Anhang 265

Inhaltsverzeichnis

Teil I

Problemstellung und

Anforderungsanalyse

Einleitung

Bereits 2001 veröffentlichte die World Health Organization (WHO) einen Bericht, der darauf

hinweist, dass jeder vierte Mensch weltweit im Laufe seines Lebens an mindestens einer psy-

chischen Erkrankung leidet. Zum damaligen Zeitpunkt waren bereits 450 Millionen Menschen

betroffen [O+01]. Neben Angststörungen gehört vor allem die Depression mit rund 268 Millio-

nen weltweit Betroffenen zu den am meisten verbreiteten seelischen Störungen, wodurch diese

entscheidend zum Global Burden of Disease (GBD)1beiträgt. Den wirtschaftlichen Schaden

beziffert die Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) auf rund 1,3

Billionen US-Dollar [who03] jährlich. Allein für Deutschland werden die jährlichen Kosten auf

bis zu 22 Milliarden Euro geschätzt [all11].

Für die Behandlung einer Depression, ebenso wie für andere psychische Störungen, stehen

heutzutage je nach Ausprägung und Schweregrad verschiedene störungsspezifische Therapie-

formen zur Verfügung, wie beispielsweise die Interpersonelle Therapie (IPT) [Kle03] und die

Kognitive Verhaltenstherapie (KVT) [HST08]. Diese erlauben eine zielorientierte Behandlung

einer Erkrankung im Rahmen einer zeitlich begrenzten Psychotherapie unter Anwendung un-

terschiedlicher wissenschaftlich anerkannter Methoden und Verfahren. Letztere unterscheiden

sich je nach Therapieform sowie adressierter Störung. Ein weiteres Differenzierungsmerkmal ist,

ob die Verfahren ausschließlich während einer Therapiesitzung angewendet werden oder auch

darüber hinaus, etwa zwischen den Sitzungen in Form von Aufgaben und Übungen im Rah-

men einer sog. therapeutischen Hausaufgabe. Gerade in der KVT, welche eine der verbreitetsten

und am umfangreichsten untersuchten Therapieformen ist, gelten therapeutische Hausaufgaben

als wesentlicher Wirkfaktor [BH02], um verhaltensbezogene Veränderungen beim Patienten zu

erzielen und zu manifestieren. Die geplanten und auszuführenden therapeutischen Aktivitä-

ten werden innerhalb einer Therapiesitzung vom Therapeuten gemeinsam mit dem Patienten

individuell geplant, jeweils unter Berücksichtigung von dessen spezifischen Therapiezielen.

Therapeutische Hausaufgaben spielen nicht nur in der KVT oder allgemein in der Psychothera-

pie eine wichtige Rolle, sondern auch in Therapien anderer Disziplinen, etwa der Physiotherapie.

Auch hier ist das Anwenden erlernter Techniken und Übungen in der Zeit zwischen den Thera-

piesitzungen ein elementarer Therapiebestandteil, um effizient eine Linderung der physischen

Beschwerden zu erzielen [LSS+02].

Ein grundlegender Aspekt für einen erfolgreichen und wirksamen Einsatz therapeutischer

Hausaufgaben ist deren korrekte und wie vom Therapeuten intendierte Ausführung durch

den Patienten, d.h. Letzterer sollte die getroffenen Vereinbarungen der Hausaufgabe einhalten

[MMR+10, KWZ+16]. Deren Nichteinhaltung gehört zu den am häufigsten genannten Gründen

1Quantifizierung von Krankheiten und Risiken mit dem Ziel Prognosen für eine weltweite Verbesserung der

Gesundheitszustände zu erstellen.

Kapitel 1 Einleitung

für das Abbrechen bzw. Scheitern einer KVT [HF04]. Die Ursachen für diese teils fehlende

Therapie- und Hausaufgabentreue, die sog. Hausaufgaben-Adhärenz (engl. Compliance) seitens

des Patienten, sind vielschichtig und auch bereits bekannt, jedoch stellt deren grundsätz-

liche Lösung sowohl die praktizierenden Therapeuten als auch die Forschung vor große

Herausforderungen.

Mithilfe mobiler Endgeräte, wie beispielsweise Smartphones, Tablets oder Wearables, lassen sich

diese Herausforderungen adressieren. So ermöglicht der Einsatz einer hausaufgabenspezifischen

mobilen Anwendung, einer sog. mHealth-Anwendung2[BTA+18, PRJ+18], einerseits das bisher

noch fehlende Monitoring3des Patienten während der Hausaufgabenausführung, um dadurch

Rückschlüsse auf mögliche Gründe der Nichteinhaltung zu erhalten; andererseits ist bei Bedarf

eine Anpassung der Hausaufgabe durch den Therapeuten auch außerhalb der Therapiesitzung

möglich. Darüber hinaus erlauben es mobile Endgeräte weitere wertvolle Informationen zu sam-

meln, etwa Sensor- oder Kontextdaten, die zur Erhaltung oder gar Steigerung der Wirksamkeit

einer therapeutischen Intervention beitragen können. Hierfür ist ein umfangreiches generisches

Konzept vonnöten, das die nahtlose Integration mobiler Endgeräte, unabhängig von der gewähl-

ten Therapieform, ermöglicht. Die Entwicklung eines solchen Rahmenwerks, welches sowohl den

Therapeuten bei der Erstellung, Konfiguration und Verwaltung mobiler therapeutischer Haus-

aufgaben als auch den Patienten während der Hausaufgabenausführung unterstützt, stellt das

primäre Ziel der vorliegenden Arbeit dar.

1.1 Hintergrund

Wie erwähnt sind die Ursachen einer fehlenden Hausaufgaben-Adhärenz vielschichtig und er-

fordern daher eine differenzierte Betrachtung, um die angestrebte flexible und mobile Unter-

stützung therapeutischer Interventionen adäquat zu adressieren. Mithilfe eines exemplarischen

Therapieszenarios, das in der gewählten abstrakten Form für verschiedene Therapieformen in-

frage kommt, werden grundlegende Aspekte und Missstände diskutiert, die durch den Einsatz

mobiler Endgeräte verbessert bzw. aufgelöst werden können.

Abbildung 1.1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines exemplarischen Therapieszenarios. Die-

ses beginnt in der Regel mit einem Unfall, einer Krankheit oder allgemein mit auftretenden

Beschwerden bei einer Person (vgl. Abbildung 1.1 1

○). Da durch das reine Zuwarten keine

Linderung der Beschwerden auftritt, wendet sich die betroffene Person an einen Fachexperten,

etwa einen Therapeuten oder Arzt, der innerhalb der ersten Therapiesitzung meist mit einer

Anamnese und Diagnose beginnt (vgl. Abbildung 1.1 2

○). Darauf aufbauend wendet der The-

rapeut im Rahmen einer therapeutischen Intervention verschiedene wirksame Methoden und

Techniken an, um eine Verbesserung des Gesundheitszustands herbeizuführen (vgl. Abbildung

1.1 3

○). Noch während der Therapiesitzung erarbeitet und erläutert der Therapeut verschie-

dene Übungen, Aktivitäten und Aufgaben, die der Patient im Rahmen einer therapeutischen

Hausaufgabe in der Zeit bis zur nächsten Therapiesitzung ggf. mehrmals durchführen soll (vgl.

Abbildung 1.1 4

○).

2Mobile Health (kurz: mHealth) ist ein Teilbereich des Electronic Health (eHealth), der sich mit tragbaren

elektronischen Geräten, wie Smartphones oder Tablets, beschäftigt.

3Überwachung und Erfassung von Vorgängen

1.1 Hintergrund

Person Patient Therapeut

Angst

Antriebslosigkeit

Rückenschmerzen

Gelenkschmerzen

Verletzung

Physische

Beschwerden

Psychische

Beschwerden

Fachexperten

aufsuchen

Patient Therapeut

Nach Hause

gehen Zur nächsten

Therapiesitzung

Patient

Anamnese Diagnose

Erarbeitung und

Zuweisung

therapeutischer

Hausaufgaben

Anwendung

wirksamer

Methoden

Ausführung der Hausaufgabe

Schmerz Ängste

Erfahrung

Diskussion der

Hausaufgaben-

erfahrungen

Anpassung der

therapeutischen

Hausaufgabe

Zu Hause Während der Therapiesitzung Außerhalb der Therapiesitzung

Während der Therapiesitzung

Abbildung 1.1: Exemplarisches Therapieszenario ohne IT-Unterstützung

Deren Ausführung beginnt meist damit, dass sich der Patient zunächst einmal an seine Haus-

aufgabe erinnern muss und anschließend an deren einzelne Übungen und Anweisungen, wie

diese vom Therapeuten vorgegeben worden sind (vgl. Abbildung 1.1 5

○). Im Anschluss beginnt

der Patient mit der Durchführung der Übungen (vgl. Abbildung 1.1 6

○), wobei er währenddes-

sen oder im Anschluss daran verschiedene Eindrücke, Erfahrungen und Erkenntnisse sammelt

(vgl. Abbildung 1.1 7

○). Beispielsweise kann es vorkommen, dass er eine Übung aufgrund von

Schmerzen oder Ängsten nicht durchführt oder die Bewältigung einer Aufgabe zu schwierig

ist (vgl. Abbildung 1.1 7

○). Diese für den Therapeuten bzw. die Gestaltung der Interventi-

on äußerst wichtigen Informationen berichtet der Patient in der nächsten Therapiesitzung (vgl.

Abbildung 1.1 8

○) in Form eines sog. Patientenfeedbacks. Basierend auf diesem Feedback erfolgt

die Anwendung weiterer Behandlungstechniken und ggf. eine Anpassung der therapeutischen

Hausaufgabe, die dann bis zur nächsten Therapiesitzung durchgeführt werden soll (vgl. Abbil-

dung 1.1 9

○).

Anhand des in Abbildung 1.1 gezeigten idealen Szenarios lassen sich verschiedene Aspekte

und Eigenschaften identifizieren, die einerseits ursächlich für eine inkorrekte Ausführung der

therapeutischen Hausaufgabe sein können und andererseits Ansatzpunkte für eine sinnvolle

Unterstützung durch mobile Endgeräten darstellen. Diese Aspekte (d.h. die hier rot markierten)

werden im Folgenden erläutert:

•Komplexe und missverständliche Hausaufgabenbeschreibung 4

○:Für die kor-

rekte Ausführung einer therapeutischen Hausaufgabe ist oftmals eine Vielzahl an Infor-

mationen, d.h. Anweisungen (“Beginnen Sie mit.... Dann...”) oder Rahmenbedingungen

(“nur in einer ruhigen Umgebung”) notwendig, die den Patienten überfordern können oder

schlichtweg nicht nachvollziehbar für ihn sind. Des Weiteren kann eine unverständliche

Kapitel 1 Einleitung

Fachterminologie des Therapeuten zu Schwierigkeiten bei der späteren Hausaufgabenaus-

führung führen.

•Zeitintensive Erklärungen 4

○:Die Erläuterung und das Üben der teils komplexen

therapeutischen Hausaufgaben innerhalb der Therapiesitzung nimmt verhältnismäßig viel

Zeit in Anspruch, die dann für die Anwendung anderer Behandlungstechniken fehlt.

•Erinnern an die therapeutische Hausaufgabe 5

○:Ein elementarer Aspekt bei der

Hausaufgabendurchführung besteht darin, dass sich der Patient zunächst an den vom

Therapeuten spezifizierten Ausführungszeitpunkt erinnern muss, d.h. wann genau die

Hausaufgabe durchzuführen ist. Darüber hinaus muss er zudem alle Details für eine kor-

rekte Ausführung der Hausaufgabe kennen. Dies stellt für viele Patienten ein sehr großes

Problem dar, sodass die Hausaufgabe im Alltag oftmals vergessen wird.

•Inkorrekte Ausführung der Übungen 6

○:Aufgrund missverständlicher Informatio-

nen und Anweisungen bzw. vergessener Details der Hausaufgabe, kann es zu einer falschen

und sich ggf. negativ auswirkenden Ausführung der Übungen kommen, sodass die Wirk-

samkeit der therapeutischen Hausaufgabe nachteilig beeinflusst wird.

•Unzureichendes und unvollständiges Patientenfeedback 7

○8

○:Ein äußerst wich-

tiges Instrument eines Therapeuten für die Einschätzung der Wirksamkeit einer Interven-

tion sind die Erfahrungen, Eindrücke und Informationen des Patienten, die er außerhalb

der Therapiesitzung, d.h. insbesondere bei der Ausführung seiner therapeutischen Haus-

aufgaben sammelt. Einige Patienten vergessen aufgrund der zeitlichen Distanz zwischen

Hausaufgabenausführung und nächster Therapiesitzung oftmals wichtige Details und Er-

fahrungen. Dies wiederum führt zu einem unvollständigen und somit unzureichenden Pati-

entenfeedback, das eine fehlerhafte Einschätzung des Therapeuten nach sich ziehen kann.

•Eingeschränkte Anpassungsmöglichkeiten einer Hausaufgabe 9

○:Neben einer

falschen Anpassung einer therapeutischen Hausaufgabe aufgrund eines unvollständigen

Patientenfeedbacks besteht ein weiterer Missstand darin, dass der Therapeut ausschließ-

lich innerhalb einer Therapiesitzung entsprechende Anpassungen (z.B. Änderung der

Übung, Anzahl der Wiederholungen) vornehmen kann. Falls Schwierigkeiten bei der Aus-

führung gleich zu Beginn des Zeitraums zwischen zwei Sitzungen auftreten, können diese

erst zu einem späteren Zeitpunkt ausgeräumt werden.

1.2 Beitrag der Arbeit

In der vorliegenden Arbeit wird für therapeutische Interventionen untersucht, inwiefern diese

und insbesondere die darin enthaltenen therapeutischen Hausaufgaben mit heutiger mobiler

Technologie, d.h. Smartphones, Tablets oder Wearables, unterstützt werden können, um die

Wirksamkeit einer Intervention zu steigern und somit das Therapieergebnis zu verbessern. Hier-

bei sollen Patienten von der Funktionsvielfalt heutiger mobiler Endgeräte profitieren, indem eine

interaktive Unterstützung der Hausaufgabenausführung realisiert wird. Darüber hinaus sollen

Therapeuten einerseits von einer flexiblen Konfigurierbarkeit der Hausaufgaben, auch außerhalb

von Therapiesitzungen, profitieren, andererseits sollen sie neue Erkenntnisse und Möglichkeiten

durch ein umfangreiches und unmittelbares Patientenfeedback erhalten. Das hierfür benötigte

Rahmenwerk, welches die verschiedenen Aspekte (vgl. Abschnitt 1.1) einer Therapie erfasst und

1.2 Beitrag der Arbeit

diese anschließend innerhalb eines umfangreichen Konzepts adressiert, stellt den Gesamtbeitrag

dieser Arbeit dar.

Um die einzelnen Teilbeiträge zu illustrieren, wird das bereits diskutierte Therapieszenario

(vgl. Abbildung 1.1) dahingehend erweitert, dass relevante Aspekte des Rahmenwerks hinzu-

gefügt werden. Entlang des Therapieszenarios werden wiederum die einzelnen Teilbeiträge im

Folgenden erläutert.

Patient Therapeut

Nach Hause

gehen

Patient

Anamnese Diagnose

Anwendung

wirksamer

Methoden

Ausführung einer interaktiven

Hausaufgabe

Während der Therapiesitzung Außerhalb der Therapiesitzung

Entspannung:

Zufriedenheit:

Hausaufg.

Therapeut

Konfiguration mobiler

therapeutischer Hausaufgaben

Kontextsensitive

Benachrichtigung des

Patienten

Umfangreiches digitales

Patientenfeedback

Adaption der Hausaufgabe

außerhalb der Therapiesitzung

Fachexperten

aufsuchen Zur nächsten

Therapiesitzung

Sensorische

Messungen

Person

Antriebslosigkeit

Rückenschmerzen

Patient

Abbildung 1.2: Exemplarisches Therapieszenario mit IT-Unterstützung

Unterstützung des Patienten durch interaktive therapeutische Hausaufgaben auf

mobilen Endgeräten Der erste Beitrag der Arbeit betrifft die korrekte Ausführung interak-

tiver therapeutischer Hausaufgaben auf dem mobilen Endgerät des Patienten, z.B. unterstützt

durch ein Video. Hierzu müssen verschiedene Fragestellungen adressiert werden. Erstens ist

es notwendig, alle Ausprägungen therapeutischer Hausaufgaben zu erfassen und zu unterstüt-

zen, d.h. deren Aufbau, Inhalte und welche unterschiedlichen Anforderungen an diese gestellt

werden, geeignet abzubilden. Dadurch wird die in der Literatur geforderte Unterstützung des

Patienten durch verständliche und umfangreiche Inhalte adressiert (vgl. Abbildung 1.2 1

○).

Zweitens wird ein Ansatz entwickelt, welcher einerseits den Patienten an die Ausführung mit-

tels einer Benachrichtigung erinnert und andererseits hierfür dessen Kontext (z.B. Zeit und

Ort) mit in Betracht zieht, sodass eine kontextsensitive Ausführung ermöglicht wird (vgl. Ab-

bildung 1.2 2

○). Gerade die Benachrichtigung des Patienten ist ein in vielen wissenschaftli-

chen Arbeiten diskutierter Aspekt, um eine angemessene Hausaufgaben-Adhärenz zu erzielen

Kapitel 1 Einleitung

[MMR+10, CNB05]. Drittens wird ein Konzept entwickelt, das es erlaubt, therapeutische Haus-

aufgaben seitens des Fachexperten außerhalb der Therapiesitzung zu verändern, diese auf das

mobile Endgerät des Patienten zu übertragen und sie dann zwecks Ausführung zu starten.

Hierdurch lässt sich die Effizienz einer Intervention erhöhen, indem notwendige Änderungen

an der Hausaufgabe bereits vor der nächsten Therapiesitzung erfolgen können (vgl. Abbildung

1.2 3

○). Viertens muss bei der Ausführung der Hausaufgabe auf dem mobilen Endgerät dafür

gesorgt werden, dass diese, wie vom Fachexperten intendiert (z.B. hinsichtlich Reihenfolge oder

Dauer einzelner Aufgaben), korrekt erfolgt.

Flexible und geführte Konfiguration therapeutischer Hausaufgaben durch den Fa-

chexperten Der zweite Beitrag der Arbeit betrifft die adäquate Unterstützung des Fach-

experten bei der Konfiguration und Verwaltung interaktiver therapeutischer Hausaufgaben.

Auch wenn in der Literatur empfohlen wird, gerade in der ersten Phase einer Therapie ein-

fache Hausaufgaben mit geringer Dauer zu verwenden, erhöht sich deren Komplexität in den

weiteren Therapiephasen. So kann etwa die Anzahl durchzuführender Aktivitäten steigen oder

deren Ausführung ist an bestimmte Voraussetzungen geknüpft. Um nun einerseits eine effiziente

Konfiguration einfacher Hausaufgaben zu ermöglichen, andererseits aber bei komplexen Haus-

aufgaben den Fachexperten anzuleiten, immer mit dem Ziel eine korrekte, d.h. vom Fachexper-

ten intendierte, Hausaufgabe zu erstellen, werden vom entwickelten Rahmenwerk verschiedene

Modellierungs- und Konfigurationsebenen unterstützt, in denen jeweils nur begrenzte Konfi-

gurationsfunktionen zur Verfügung stehen (vgl. Abbildung 1.2 4

○). Wichtig ist jedoch, dass

die Konfigurationsvielfalt nicht eingeschränkt wird, d.h. weiterhin jegliche Art an therapeuti-

scher Hausaufgabe möglich ist. Schließlich wird der Ansatz durch eine spezifische und leicht

verständliche grafische Modellierungssprache unterstützt, welche die Modellierungs- und Kon-

figurationsebenen angemessen berücksichtigt. Die konfigurierte Hausaufgabe wird anschließend

auf das mobile Endgerät übertragen und ausgeführt (vgl. Abbildung 1.2 5

○).

Bereitstellung eines umfangreichen und unmittelbaren Patientenfeedbacks Der

dritte Beitrag adressiert die adäquate Berücksichtigung eines umfangreichen und unmittelbaren

Patientenfeedbacks, um das heute oftmals vage und teils unvollständige retrospektive Feedback

zu verbessern (vgl. Abbildung 1.2 6

○). Umfangreich bedeutet dabei, dass dem Fachexperten

neben den Antworten zu einem Feedbackfragebogen ausführliche Ausführungsdaten zur

Verfügung gestellt werden, d.h. protokollierte Informationen, wie Kontext, Zeitpunkt und

Dauer der Ausführung. Darüber hinaus werden bisher noch nicht verfügbare Informationen

(z.B. Vitalparameter) mittels sensorischer Messungen erfasst, die dann dem Patientenfeedback

hinzugefügt werden. Weiters erfolgt die Einholung des Patientenfeedbacks unmittelbar im

Anschluss an die Durchführung der Hausaufgabe, d.h. der Patient wird nach Durchführung

der letzten spezifizierten Aktivität aufgefordert, das Patientenfeedback abzugeben. Dieses

wird im Anschluss unmittelbar, unter der Voraussetzung einer vorhandenen Netzwerk- bzw.

Internetverbindung, an den Fachexperten übertragen. Dies führt dann ggf. zu notwendigen

Anpassungen an der Hausaufgabe.

Kontinuierliche Erfassung erweiterter und komplexer Patientendaten Der vierte

Beitrag befasst sich mit der Erfassung erweiterter Informationen im Kontext der Hausaufga-

benausführung, um diese dem Fachexperten zur Verfügung zu stellen, aber auch um auf dem

1.3 Forschungsmethodik

mobilen Endgerät spezifische Funktionen zu nutzen bzw. Aktionen auszulösen. Dies bedeutet

erstens, dass ein umfangreiches Konzept für die Erfassung sensorischer Messwerte bereitgestellt

wird, welches die verschiedenen internen und externen Sensoren heutiger mobiler Endgeräte

verwendet (vgl. Abbildung 1.2 7

○). Das Konzept ist hierfür äußerst flexibel und hochgradig

konfigurierbar, um möglichst viele Sensoren zu berücksichtigen. Zweitens werden sensorische

Messungen in Kombination mit plattformspezifischen Diensten dazu verwendet, den aktuellen

Kontext zu bestimmen. Dieser wird anschließend zur Bestimmung des Ausführungszeitpunkts

und der damit verbundenen Benachrichtigung des Patienten genutzt, ebenso wie zur Überwa-

chung der Hausaufgabenausführung. Durch Letztere soll im Nachhinein nachvollzogen werden

können (z.B. von einem Therapeuten), in welchem Kontext die Durchführung der Hausaufgabe

jeweils erfolgte.

1.3 Forschungsmethodik

Im Rahmen der aktuellen Forschung zu Informationssystemen kommen vor allem die drei folgen-

den Forschungsmethoden zum Einsatz: Design Science,Natural Science [MS95] und Behavioral

Science [HMPR08]. Da sich der Design Science-Ansatz an bereits existierenden Technologien

orientiert [HMPR08], welche für diese Arbeit in Form der verwendeten Prozess-Management-

Technologie gegeben ist, wurde dieser Ansatz gewählt und als methodischer Rahmen der vor-

liegenden Arbeit zugrunde gelegt. Aus diesem Grund wird an dieser Stelle auf eine ausführliche

Diskussion der beiden anderen Forschungsmethoden verzichtet (vgl. [Wie14]). Für eine korrek-

te Untersuchung des Design Science-Ansatzes sind mehrere Aspekte zu berücksichtigen, die in

Form der sieben, in Tabelle 1.1 dargestellten, Leitlinien zusammengefasst sind und im Zuge der

vorliegenden Arbeit ihre Anwendung finden. Tabelle 1.1 zeigt neben den einzelnen Leitlinien

zudem deren konkrete Umsetzung.

1.4 Aufbau

Die vorliegende Arbeit besteht aus insgesamt fünf verschiedenen Teilen, deren Aufbau in Abbil-

dung 1.3 zusammengefasst ist. Teil I umfasst neben der Einleitung in das bearbeitete Themenge-

biet sowie der Beschreibung des adressierten Problems, eine ausführliche Anforderungsanalyse

und eine Diskussion des Stands der Technik. Im Teil II werden die für die Arbeit elementaren

Grundlagen hinsichtlich therapeutischer Interventionen und Hausaufgaben beschrieben sowie

weitere Grundlagen hinsichtlich der zum Einsatz kommenden Prozess-Management-Technologie

eingeführt. Teil III stellt das entwickelte Rahmenwerk zur flexiblen und mobilen Unterstützung

therapeutischer Interventionen vor, bevor sich Teil IV mit dessen Evaluation beschäftigt. Im

abschließenden Teil V wird die vorliegende Arbeit zusammengefasst sowie ein Ausblick auf

mögliche Anknüpfungspunkte und weitere Forschungsarbeiten gegeben.

Kapitel 1 Einleitung

PROBLEMSTELLUNG &

ANFORDERUNGSANALYSE

GRUNDLAGEN

TECHNISCHE LÖSUNG

VALIDATION

FAZIT

Kapitel 1 Einleitung

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

Kapitel 3 Stand der Technik

Kapitel 11 Prototypische Implementierung

Kapitel 12 Studie

Kapitel 6 Das Projekt MobileTx

Kapitel 7 Entwickelte Metamodelle

Kapitel 8 Mehrstufiger Ebenenbasierter Mobiler Prozess

Kapitel 9 Modellierung therapeutischer Interventionen

Kapitel 10 Konfiguration und Ausführung therapeutischer Interventionen

Kapitel 4 Therapeutische Interventionen und Hausaufgaben

Kapitel 5 Prozessumgebung

Kapitel 13 Zusammenfassung und Ausblick

Abbildung 1.3: Aufbau der Arbeit

1.4 Aufbau

Leitlinie Umsetzung

L1 Design des Artefakts Grundlegende Anforderungen für die flexible und

mobile Unterstützung therapeutischer Interventionen

werden hergeleitet und erörtert sowie daraus das Rah-

menwerk entwickelt. Letzteres stellt das Artefakt des

Design Science-Ansatzes dar, das u.a. die in Abschnitt

1.2 genannten Beiträge umsetzt.

L2 Problemrelevanz Die Problemrelevanz wird durch mehrere Fallstudien

sowie durch die Analyse und Diskussion verwandter

Arbeiten nachgewiesen.

L3 Design Bewertung Die verschiedenen Fallstudien werden in mehreren Zy-

klen durchgeführt, um das Artefakt iterativ zu entwi-

ckeln und zu verfeinern.

L4 Forschungsbeitrag Durch eine intensive Betrachtung des Stands der Tech-

nik wird der innovative Forschungsbeitrag des Arte-

fakts untermauert.

L5 Forschungsschlüssigkeit Die Forschungsschlüssigkeit ergibt sich einerseits aus

der Anwendbarkeit des Artefakts, andererseits aus den

angewandten Methoden für dessen Design. Durch ei-

ne umfangreiche prototypische Realisierung sowie der

praktischen Anwendung des Artefakts, wird eine solide

Anwendbarkeit nachgewiesen.

L6 Design als Suchprozess Entsprechend dem Design Science-Ansatz sollen bei

der Suche eines adäquaten Designs für das Artefakt

die in der Umgebung geltenden Regeln beachtet und

berücksichtigt werden. Dieses Vorgehen wird in der

vorliegenden Arbeit durch die explizite Berücksichti-

gung aktueller Prozess-Management-Technologie, mit

welcher die prozessorientierten therapeutischen Inter-

ventionen zum Einsatz kommen, umgesetzt.

L7 Kommunikation des

Forschungsbeitrags

Das Artefakt soll einerseits Fachexperten der unter-

schiedlichen Domänen und andererseits Nutzern bzw.

Endanwendern bekannt gemacht werden. Das Artefakt

wird auf mehreren wissenschaftlichen Konferenzen dis-

kutiert und durch verschiedene Publikationen den Fa-

chexperten vorgestellt. Mit Letzteren erfolgt darüber

hinaus eine Diskussion anhand praktischer Demos. Bei

der praktischen Anwendung des Artefakts interagiert

dieses hingegen mit dem Endanwender, um dessen An-

wendbarkeit zu ermitteln.

Tabelle 1.1: Leitlinien des Design Science-Ansatzes und deren Umsetzung

Kapitel 1 Einleitung

Anforderungsanalyse

Die flexible und mobile Unterstützung therapeutischer Interventionen, insbesondere die Assis-

tenz von Patienten bei der Durchführung therapeutischer Hausaufgaben, stellt aus mehreren

Gründen eine komplexe Aufgabe dar. Neben technischen Herausforderungen, wie beispielsweise

der kontinuierlichen Erfassung von Vitalparametern oder der kontextsensitiven Benachrichti-

gung des Patienten über eine bevorstehende Hausaufgabe, müssen therapierelevante Aspekte

präzise analysiert und berücksichtigt werden. Beispielhaft seien hier der Ablauf und Aufbau

einer Intervention genannt oder Eigenschaften, welche deren intendierte Wirksamkeit beeinflus-

sen. Insbesondere sollte geprüft und erörtert werden, welche Funktionen ein adäquates Konzept

unterstützen sollte und welche Randbedingungen es dabei zu berücksichtigen gilt. Trotz der Tat-

sache, dass ein möglichst generisches Konzept entwickelt werden soll, d.h. im besten Fall eines,

welches nicht nur therapeutische Interventionen unterstützt, sondern darüber hinaus weitere

Szenarien, die im Kontext der Hausaufgabenzuteilung und -durchführung stattfinden, gilt es

die Grenzen des zu entwickelnden Ansatzes genau zu analysieren.

Aufgrund dieser Aspekte wurden im Rahmen einer umfangreichen Analyse die einzelnen Anfor-

derungen an das Rahmenwerk erhoben. Hierzu wurden domänenübergreifend mehrere Fallstudi-

en durchgeführt (vgl. Abschnitt 2.1), die sowohl wichtige Erkenntnisse aus dem Therapiealltag

als auch spezifische Eigenschaften therapeutischer Interventionen identifizierten, insbesondere

im Hinblick auf die therapie- und interventionsspezifische Prozedur der Hausaufgabennutzung,

d.h. deren Verwaltung, Zuteilung und Durchführung. Basierend auf den hieraus gewonnenen

Erkenntnissen wird eine generalisierte Prozedur abgeleitet (vgl. Abschnitt 2.2), anhand derer

weitere Anforderungen für ein generisches Konzept definiert wurden. Weitere Erkenntnisse, vor

allem hinsichtlich der technischen Anforderungen, konnten durch aktive Mitarbeit an universi-

tätsübergreifenden Projekten, in denen die Unterstützung therapeutischer Interventionen durch

Informationssysteme konzipiert wurden, gewonnen werden (vgl. Abschnitt 2.3).

Die während der Anforderungsanalyse erhobenen funktionalen und nicht-funktionalen Anfor-

derungen an das entwickelte Rahmenwerk werden in Abschnitt 2.4 ausführlich diskutiert.

2.1 Szenarien

Dieser Abschnitt erläutert verschiedene Szenarien und Fallstudien, auf deren Basis die für die

Anforderungsdefinition notwendigen domänenspezifischen und domänenübergreifenden Abläufe

analysiert wurden. Bei der Auswahl der Szenarien wurden folgende Aspekte berücksichtigt:

•In jedem Szenario existieren mindestens zwei unterschiedliche Akteure. Einer von ihnen

ist dafür verantwortlich mithilfe seines Wissens und Könnens gewisse Fähigkeiten bei

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

einem zweiten Akteur zu entwickeln oder aber, wie im Fall einer Therapie, bei diesem

eine Linderung oder gar Heilung von Beschwerden zu erzielen.

•Bei der Wahl der Szenarien wurde bedacht, dass diese wiederkehrende, aber sich trotzdem

unterscheidende Abläufe besitzen, die zum Erreichen des jeweiligen Ziels durchlaufen wer-

den müssen. Dazu werden in allen Szenarien unterschiedliche Aktivitäten aller involvierter

Akteure in einer bestimmten Reihenfolge und ggf. mit spezifischen Abhängigkeiten und

logischen Verknüpfungen (z.B. wenn-dann) durchgeführt.

•Alle Szenarien arbeiten explizit mit Hausaufgaben, d.h. zur Erreichung eines bestimmten

Therapie- bzw. Lernziels müssen spezifische Aktivitäten durchgeführt werden.

•Um das Ziel einer IT-seitigen mobilen Unterstützung therapeutischer Hausaufgaben effi-

zient zu adressieren, wurde bereits vor Auswahl der Szenarien darauf geachtet, dass diese

ein gewisses Potential zur Integration mobiler Endgeräte aufweisen. Damit ist gemeint,

dass bereits vorab, unterstützt durch bestehende Forschungsarbeiten (vgl. Kapitel 3) in

Erfahrung gebracht wurde, dass einerseits sensorische Messungen (z.B. Herzfrequenz) be-

nötigt werden und andererseits die Notwendigkeit besteht, Hausaufgaben während ihrer

Ausführung von einem Therapeuten, Lehrer oder Betreuer ändern zu können.

•Alle Szenarien sind auf ein korrektes, d.h. vollständiges und ehrliches, Feedback des Pa-

tienten angewiesen, um wirksam zu sein und mithilfe des bereitgestellten Feedbacks neue

Erkenntnisse zu erlangen, auf die wiederum später zurückgegriffen werden kann.

•In allen Szenarien korreliert der Erfolg der angewandten Methoden stark mit der korrek-

ten und kontinuierlichen Durchführung der zugeordneten Hausaufgaben. Dies bedeutet,

dass ein inkorrektes Ausführen der Hausaufgaben einen negativen Einfluss auf den zu

erwartenden Fortschritt bzw. Erfolg innerhalb des betrachteten Szenarios hat.

Bei der Durchführung der drei Fallstudien bzw. der Untersuchung der verschiedenen Szenarien

wurde konsequent nach der in Abbildung 2.1 dargestellten Methodik vorgegangen. Anhand der

Erkenntnisse, die in jeder Phase gewonnen werden konnten, war es später möglich funktionale

und nicht-funktionale Anforderungen (vgl. Abschnitt 2.4) abzuleiten.

Experten-

gespräche Prozess-

Erhebungen

Erhebung

typischer

Aktivitäten

Analyse

spezifischer

Eigenschaften

Erarbeitung

möglicher

Optimierungen

Hospitation

Anforderungskatalog

Nicht-funktionale AnforderungenFunktionale Anforderungen

mehrfach mehrfach

Um Expertenwissen u.

Hintergrundinformationen

zu erhalten, wurden

mehrfach Gespräche und

Diskussionen mit

Experten geführt.

Um Einblicke in die

verschiedenen

Szenarien zu erhalten,

wurde Therapien bzw.

Unterrichtseinheiten

mehrfach beigewohnt.

Die spezifischen Abläufe

der unterschiedlichen

Szenarien wurden

aufgezeichnet und für die

Analyse aufbereitet.

Typische und wieder-

kehrende Aktivitäten

innerhalb der Szenarien

wurden extrahiert und

analysiert.

Um spezifische

Eigenschaften später

adressieren zu können,

wurden diese ausführlich

analysiert.

Mögliche Optimierungen

von Seiten der IT wurden

identifiziert, entwickelt

und kritisch diskutiert.

Abbildung 2.1: Ablauf der Fallstudien und Anforderungsanalyse

2.1 Szenarien

2.1.1 Psychotherapie

Die Psychotherapie umfasst die konsequente und methodische Behandlung unterschiedlicher

psychischer oder seelischer Störungen, d.h. krankhaften Beeinträchtigungen der Wahrnehmung,

des Denkens, Fühlens oder Verhaltens, unter Verwendung wirksamer Verfahren, Methoden und

Konzepte. Eine oftmals verwendete methodenübergreifende Definition der Psychotherapie lie-

fert [Str13]:

“Die Psychotherapie ist ein bewusster und geplanter interaktionaler Prozess zur Be-

einflussung von Verhaltensstörungen und Leidenszuständen, die in einem Konsensus

(möglichst zwischen Patient, Therapeut und Bezugsgruppe) für behandlungsbedürf-

tig gehalten werden, mit psychologischen Mitteln (durch Kommunikation) meist

verbal, aber auch averbal, in Richtung auf ein definiertes, nach Möglichkeit gemein-

sam erarbeitetes Ziel (Symptomminimalisierung und/oder Strukturänderung der

Persönlichkeit) mittels lehrbarer Techniken auf der Basis einer Theorie des norma-

len und pathologischen Verhaltens. In der Regel ist dazu eine tragfähige emotionale

Bindung notwendig.”

In Deutschland leiden aktuell rund 27,8% der Erwachsenen an unterschiedlichen psychischen

Störungen bzw. Erkrankungen. Dies entspricht ca. 17,8 Millionen der betroffenen Menschen

[JHS+14]. Davon nehmen jährlich gerade einmal 18,9% (ca. 3,4 Millionen) Kontakt zu spe-

zialisierten Leistungsanbietern auf. Gemäß einer Studie zur Versorgungsforschung hinsichtlich

der spezifischen Rolle der Ärztlichen Psychotherapie [HSRS+11] verteilen sich Letztere auf acht

unterschiedliche Berufsgruppen (vgl. Abbildung 2.2a). Die innerhalb dieser Berufsgruppen an-

gesiedelten Fachärzte und Psychologen besitzen die Zulassung zur Heilkunde (Approbation)

und üben eine Psychotherapie im Sinne des Psychotherapeutengesetzes aus, d.h. die Diagnose

und Behandlung psychischer Störungen mittels wissenschaftlich anerkannter Verfahren und Me-

thoden der Psychotherapie [98]. Hierdurch findet eine klare und deutliche Abgrenzung zu Psy-

chologen (auch Diplom-Psychologen) statt, deren Fokus auf der wissenschaftlichen Forschung

im Rahmen der Psychologie liegt.

Die durch Fachärzte und Psychotherapeuten behandelnden Erkrankungen, die sog. psychischen

oder seelischen Störungen, sind weltweit mit die am weitesten verbreiteten Krankheitsbilder.

Zu diesen Störungen gehört beispielsweise die Depression, die den Affektiven Störungen zuge-

ordnet ist. Letztere kennzeichnet sich zum Beispiel dadurch, dass Personen sich einerseits in

negativen Gedankenschleifen verlieren oder andererseits von einem gehemmten Antrieb oder

gedrückter Stimmung berichten. Darüber hinaus sind lt. World Health Organization (WHO)

weltweit, neben den Depressionen mit ihren rund 300 Millionen Betroffenen, die Demenz mit

ca. 47,5 Millionen und die Schizophrenie mit ca. 21 Millionen am weitesten verbreitet [Wel17].

Nach einem Bericht der Deutschen Gesellschaft für Psychiatrie, Psychosomatik und Nervenheil-

kunde (DGPPN) gehören in Deutschland vor allem Angststörungen, welche sich durch exzessive

und übertriebene Angstreaktionen der Personen ohne tatsächliche Bedrohung äußern, und die

schon erwähnten Affektiven Störungen, die sich durch klinisch bedeutsame Veränderungen der

Stimmungslage kennzeichnen, zu den häufigsten psychischen Erkrankungen (vgl. Abbildung

2.2b) [dgp18].

Um die eben erwähnten psychischen Störungen wirksam und effizient durch Fachärzte und

Psychotherapeuten zu behandeln, werden im Rahmen verschiedener Psychotherapieverfahren

methodisch definierte Interventionen angewendet, die einen systematischen und verändernden

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

Einfluss auf die Störung nehmen sowie Bewältigungsfähigkeiten des Patienten aufbauen und

fördern [Bun17b]. Als Intervention wird innerhalb der Medizin jede aktive Form der Behand-

lung verstanden, die sich von einem reinen Ab- bzw. Zuwarten unterscheidet. Neben den in

diesem Abschnitt erwähnten psychotherapeutischen Interventionen werden dabei auch chirur-

gische oder medikamentöse Interventionen angewendet, um einen Krankheitsprozess positiv zu

beeinflussen.

(a) Verteilung von Psychotherapeuten in

verschiedene Berufsgruppen

(b) Häufigste psychische Störungen und Erkrankungen

in Deutschland

Abbildung 2.2: Psychotherapeutische Berufsgruppen und häufigste psychische Störungen [dgp18]

In Deutschland sind aktuell drei verschiedene Richtlinienverfahren für die Psychotherapie eta-

bliert, deren Kosten durch die ansässigen Krankenkassen erstattet bzw. gedeckt werden. Diese

unterscheiden sich hauptsächlich dadurch, wie das Auftreten psychischer Erkrankungen und

Störungen erklärt und mit welchen Methoden und Interventionen die psychischen Störungen

behandelt werden.

Alle drei beschriebenen Psychotherapieverfahren (vgl. Tabelle 2.1) sehen durchschnittlich zwei,

meistens 50 Minuten andauernde, Therapiesitzungen vor, in denen die psychotherapeutischen

Maßnahmen bzw. Interventionen angewendet bzw. trainiert werden. In vielen Fällen reichen

diese Therapiesitzungszeiten aber nicht aus, um die gewünschte therapeutische Wirksamkeit

einer Maßnahme zu erreichen. Daher ist es notwendig, verschiedene Aktivitäten, die im Rah-

men einer Intervention notwendig sind, vom Patienten außerhalb der Therapiesitzung in Form

therapeutischer Hausaufgaben durchführen zu lassen. Eine sehr häufig verwendete Definition

von therapeutischen Hausaufgaben lautet wie folgt [BK89]:

“Therapeutische Hausaufgaben sind Aufgaben, die der Klient außerhalb des The-

rapiezimmers zwischen den Therapiesitzungen durchführt, um das in der Therapie

Gelernte einzuüben und zu vertiefen, auf seinen konkreten Lebensbereich zu über-

tragen oder Beobachtungsmaterial für die nächste Therapiesitzung zu sammeln.”

Die therapeutischen Hausaufgaben bzw. die darin vorgesehenen Aktivitäten und Aufgaben

werden dem Patienten während der Therapiesitzung vom Psychotherapeuten erläutert und ggf.

ausreichend geübt. Beispielsweise könnte eine Hausaufgabe im Rahmen einer Kognitiven Ver-

haltenstherapie (KVT) vorsehen, Pro- und Kontraargumente für eine Entscheidung zu notieren

und zu gewichten.

2.1 Szenarien

Name Therapiedauer Beschreibung

(Kognitive)

Verhaltenstherapie

25-80

Sitzungen, jeweils

1-2 pro Woche

Die Verhaltenstherapie basiert auf verschiede-

nen Lernprozessen. Dabei wird davon ausgegan-

gen, dass adäquate Denk- und Verhaltensweisen

erlernt werden können, um störungsbedingtes

Verhalten “zu verlernen” [Vet07]. Hierzu werden

dem Patienten entsprechende Techniken “antrai-

niert", um aktuelle, aber auch zukünftige Pro-

bleme zu verstehen bzw. beheben zu können.

Analytische

Psychotherapie und

Psychoanalyse

160-300

Sitzungen, jeweils

2-3 pro Woche

Im Gegensatz zur Verhaltenstherapie ist die Psy-

choanalyse eine aufdeckende Therapie, mit dem

Ziel das eigene Denken und die Gefühle zu ver-

stehen, um dadurch innere Konflikte aufzulösen.

Dabei werden bedeutende Konflikte besprochen

und erneut durchlebt. Es gibt hier kein ausfor-

muliertes Ziel, der Therapeut agiert eher passiv.

Tiefenpsychologisch

fundierte

Psychotherapie

25-100

Sitzungen, jeweils

1-2 pro Woche

Bei der tiefenpsychologisch fundierten Psycho-

therapie soll ein verdrängter “zentralen Kon-

flikt” identifiziert und die daraus resultierenden

Schwierigkeiten bewältigt werden. Im Gegensatz

zur Psychoanalyse bespricht der Therapeut kon-

krete Therapieziele und agiert dabei deutlich ak-

tiver während der Sitzung. Darüber hinaus steht

die gegenwärtige Situation des Patienten mehr

im Vordergrund.

Tabelle 2.1: Die drei Richtlinienverfahren der Psychotherapie

Bei der Vergabe der Hausaufgaben an den Patienten ist von Seiten des Therapeuten hilfreich,

sich an folgenden Punkten zu orientieren [FHL09], um einerseits eine “offizielle” und somit

für den Patienten bindende Vereinbarung einzugehen und andererseits Missverständnisse zu

vermeiden:

•Was soll getan werden?

•Wann soll es geschehen?

•Wo soll es geschehen?

•Wie lange soll(en) die Übung(en) dauern?

•Wie häufig sollte(n) die Übung(en) ausgeführt werden?

Um den Verlauf einer psychotherapeutischen Behandlung zu erläutern und dabei sowohl die

Verwendung als auch den Nutzen therapeutischer Hausaufgaben zu verdeutlichen, wird in den

folgenden Abschnitten exemplarisch und vereinfacht eine Kognitive Verhaltenstherapie (KVT)

bei depressiven Störungen diskutiert. Hierbei wird angenommen, dass ein Patient verschiede-

ne Symptome der Störung, etwa Konzentrations- und Schlafprobleme oder ein vermindertes

Selbstwertgefühl und Selbstvertrauen, aufweist.

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

2.1.1.1 Involvierte Personen und Akteure

In dem in diesem Abschnitt beschriebenen Szenario einer KVT bei Depressionen sind typischer-

weise folgende zwei Akteure beteiligt:

•Psychotherapeut: Der Psychotherapeut ist im Rahmen der KVT, aber auch in jedem

anderen Psychotherapieverfahren, dafür verantwortlich, die innerhalb der Therapie vor-

gesehenen therapeutischen Interventionen und Maßnahmen mit dem Patienten durchzu-

führen sowie deren Wirksamkeit über die gesamte Dauer der Psychotherapie zu überwa-

chen. In der nachfolgend erläuterten KVT kümmert sich der Therapeut beispielsweise

um eine ausreichende Verhaltens- und Problemanalyse sowie die Anwendung verschie-

dener notwendiger Maßnahmen und Strategien. Wie erläutert, ist ein Psychotherapeut

ein Mediziner oder Psychologe mit entsprechend abgeschlossener Psychotherapieweiter-

bildung, die ihn ermächtigt, psychische Störungen und Erkrankungen im Kontext einer

Psychotherapie zu behandeln.

•Patient: Der Patient begibt sich aufgrund einer oder mehrerer gleichzeitig auftreten-

der psychischer Störungen in die Obhut eines Psychotherapeuten, um diese konsequent

und zielorientiert zu heilen oder zu lindern. Beispielsweise unterziehen sich Patienten

mit Angststörungen einer Psychotherapie, um die auftretenden Ängste abzulegen oder

die anhaltenden Symptome, wie z.B. Herzklopfen, Schwindel oder Atembeschwerden, zu

reduzieren.

•Weitere Personen: Abhängig von der diagnostizierten psychischen Störung und den

für die Behandlung gewählten therapeutischen Strategien, sind neben dem Therapeuten

und Patienten u. U. weitere Personen aus dem Patientenumfeld involviert. Beispielsweise

erfordern verschiedene Strategien und Maßnahmen die aktive Auseinandersetzung und

ggf. auch Konfrontation mit Familienmitgliedern oder Freunden, um damit verbundene

Probleme und Ängste des Patienten zu lösen bzw. zu überwinden.

2.1.1.2 Ablauf

Um die Vorgehensweise und den Ablauf einer KVT bei Depressionen zu verdeutlichen, wird

auf deren einzelne Aktivitäten, Maßnahmen und Phasen genauer eingegangen. Der Ablauf und

Aufbau der Therapie wird in Abbildung 2.3 vereinfacht dargestellt. Hierbei dienten Auskünfte

verschiedener Psychotherapeuten und Patienten als Grundlage, um einerseits die Art der Me-

thoden und Strategien und andererseits deren Reihenfolge und Dauer innerhalb der KVT zu

bestimmen. Darüber hinaus zeigt Abbildung 2.3, an welchen Orten die jeweiligen Aktivitäten

durchgeführt werden sowie unter Verwendung welcher Hilfsmittel und Materialien.

Während der ersten Sitzung, die meist in einer psychotherapeutischen Praxis stattfindet, wird

zunächst im Rahmen der psychologischen Diagnostik ein ausführliches Screening durchgeführt.

Hierfür kommen standardisierte Fragebögen, sog. valide Instrumente zum Einsatz [Gun07], um

die exakte psychische Störung zu identifizieren. Im Fall des hier diskutierten Szenarios sind

dies, neben dem Gesundheitsfragebogen für Patienten (PHQ-D) (vgl. Abbildung 2.4a), dessen

Depressionsmodul PHQ-9 (vgl. Abbildung 2.4b).

2.1 Szenarien

Abbildung 2.3: Ablauf der Kognitiven Verhaltenstherapie (KVT)

Im Anschluss an das Screening und der Diagnose einer Major Depression1, erläutert der Psy-

chotherapeut dem Patienten ausführlich die diagnostizierte psychische Störung. Des Weiteren

gibt er ihm Informationen über mögliche Strategien und Maßnahmen, um die Erkrankung wirk-

sam und effizient zu behandeln. In diesem Szenario bedeutet dies, dass ihm der Aufbau und

Ablauf einer kognitiven Verhaltenstherapie erklärt wird.

Nachdem sich der Patient für die Durchführung einer kognitiven Verhaltenstherapie entschie-

den hat, folgt die sog. Probatorik (lateinisch: probare = (aus)probieren), d.h. jene anfängliche

Sitzungen, die noch vor dem eigentlichen Beginn der Psychotherapie erfolgen. Diese haben

beispielsweise das Ziel, vorab herauszufinden, ob eine harmonische und vertrauenswürdige the-

rapeutische Beziehung zwischen Psychotherapeut und Patient vorliegt bzw. aufgebaut werden

kann, um ggf. die Therapie abzubrechen oder einen anderen Psychotherapeuten aufzusuchen

[Ber16]. Darüber hinaus versucht der Psychotherapeut den Patienten zu motivieren, die Thera-

pie und die damit einhergehenden Strategien und Aufgaben konsequent durchzuführen, um die

ebenfalls in der Probatorik zu definierenden Therapieziele bestmöglich und schnellstmöglich zu

erreichen. Bei der Behandlung einer Depression können die Ziele wie Schuldgefühle abbauen,Lob

annehmen oder Perfektionismus abbauen sein. Ein weiterer wichtiger Aspekt innerhalb der Pro-

batorik ist die Durchführung einer Psychoedukation, d.h. die Vermittlung von wissenschaftlich

fundiertem Wissen an den Patienten, um Missverständnisse oder falsche Eindrücke bzw. Ein-

schätzungen hinsichtlich der Erkrankung, auszuräumen. Ebenso soll dadurch ein Optimismus

beim Patienten geweckt werden, der die Therapiemotivation fördern und mögliche Belastun-

gen (z.B. Angst, Scham, etc.) reduzieren soll [PWBK03]. Eine der wichtigsten Aktivitäten ist

aber die eigentliche Verhaltens- bzw. Problemanalyse, die eines der Kernkonzepte der KVT dar-

stellt [KS65]. Hierbei bestimmt der Psychotherapeut spezifische Merkmale, die ein vorliegendes

Verhalten des Patienten erklären. Ferner erörtert er, welche Konsequenzen und Faktoren dieses

besitzt. Hierbei dient meist das SORKC-Modell als Grundlage für die horizontale bzw. situative

Verhaltensanalyse [Kan77].

Unter der Voraussetzung, dass die meist fünf bis acht von den Krankenkassen erstattungsfähigen

probatorischen Sitzungen positiv verliefen, d.h. im engeren Sinne, dass alle Bedingungen für eine

erfolgsversprechende Psychotherapie erfüllt sind, beginnt im Anschluss die eigentliche Thera-

1Schwere Form der Depression mit Symptomen wie Schlaflosigkeit oder deutlichem Gewichtsverlust.

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

pie. Dabei wird zu Beginn jeder Therapiesitzung eine Agenda erarbeitet, in welcher der weitere

Therapieverlauf beschrieben und spezifiziert wird. Anschließend bespricht der Psychotherapeut

mit dem Patienten die Ergebnisse bzw. dessen Erfahrungen nach der Durchführung der in der

vorherigen Sitzung festgelegten therapeutischen Hausaufgaben. Hierbei wertet der Psychothe-

rapeut das vom Patienten zur Verfügung gestellte Feedback aus, das in mündlicher und, bei

Verwendung beispielsweise eines Tagebuchs, in schriftlicher Form vorliegen kann. Darauf basie-

rend passt der Therapeut dann u. U. die Therapie bzw. die darin angewendeten Strategien und

Methoden an und erläutert diese Anpassungen dann dem Patienten, um Missverständnissen

vorzubeugen.

(a) PHQ-D - Fragebogen für Patienten [phq18b] (b) PHQ-9 - Depressionsmodul [phq18a]

Abbildung 2.4: Valide Screening-Instrumente der Psychotherapie

Eine wirksame psychotherapeutische Strategie bei der Behandlung depressiver Störungen im

Rahmen einer KVT liegt vor, wenn zunächst am Aufbau positiver Aktivitäten für den Patien-

ten gearbeitet wird [HST08]. Dazu erhält der Patient eine Liste möglicher positiver Aktivitäten

(vgl. Abbildung 2.5). Hieraus kann er die Aktivitäten auswählen, welche für ihn positiv sein

könnten bzw. welche er früher als positiv erlebt hat. Gemeinsam mit dem Psychotherapeu-

ten wird dann ein Plan erstellt, welcher die vom Patienten gewählten Aktivitäten im Rahmen

einer therapeutischen Hausaufgabe beinhaltet. Hierbei wird darauf geachtet, dass die Aktivitä-

ten vom Patienten realistisch umsetzbar sind. Dabei werden, wie in Abschnitt 2.1.1 diskutiert,

neben den Zeitpunkten, der Häufigkeit und der Dauer auch die Lokalität (d.h. der Ort, an

dem eine Aktivität ausgeführt werden soll) klar definiert. Unter Umständen werden im An-

2.1 Szenarien

schluss verschiedene Aktivitäten vorab besprochen und angewendet bzw. geübt, um so eine

korrekte und somit wirksame Durchführung dieser zu gewährleisten. Dies kann beispielsweise

der korrekte Umgang mit einem sog. Stimmungstagebuch oder -kalender beinhalten. Auf dabei

auftretende Probleme oder Ängste aufgrund eines zu hohen Schwierigkeitsgrades kann somit

bereits während der Therapiesitzung reagiert werden.

Abbildung 2.5: Auszug aus der Liste positiver

Aktivitäten [Kir12]

In der Zeit zwischen den Therapiesitzungen

versucht der Patient die ihm zugeordneten

therapeutischen Hausaufgaben und die darin

spezifizierten Aktivitäten und Aufgaben best-

möglich und wie vom Psychotherapeuten in-

tendiert durchzuführen. Im hier diskutierten

Szenario beudeutet dies, dass der Patient täg-

lich zunächst das für ihn als positiv wahr-

genommene Hören einer Entspannungsmusik,

unter Zuhilfenahme der ihm zur Verfügung

gestellten Musik, für 15 Minuten durchführt,

um anschließend einen Spaziergang zu absol-

vieren dessen Dauer in diesem Fall mit einer

Distanz von ca. 8 km definiert ist. Als letzte

Aktivität dieser täglich zu erfüllenden therapeutischen Hausaufgabe ist das lückenlose Pro-

tokollieren der Erfahrungen aus den Aktivitäten in einem Tagebuch vorgesehen. Dies erfüllt

einerseits den Zweck, den Patienten aufgrund eines Fortschritts zu motivieren und andererseits

dem Psychotherapeuten qualitatives Feedback bei der nächsten Therapiesitzung zur Verfügung

zu stellen. Dies bedeutet, dass neben dem retrospektiven Feedback, d.h. dass ggf. auf lücken-

hafte Erinnerungen des Patienten beruht, auch detaillierte Informationen, die noch während

der Durchführung der therapeutischen Hausaufgabe gesammelt wurden, dem Therapeuten zur

Verfügung stehen. Auf Basis dieser Informationen können dann in der nächsten Therapiesitzung

wirksamkeitsrelevante Änderungen und Anpassungen an den Strategien und Hausaufgaben vor-

genommen werden.

2.1.1.3 Eigenschaften und Besonderheiten

Innerhalb des diskutierten Szenarios der kognitiven Verhaltenstherapie bei Depressionen, aber

auch generell innerhalb der Psychotherapie, existieren unterschiedliche Eigenschaften und Be-

sonderheiten im Hinblick auf die Nutzung und den Umgang mit therapeutischen Hausaufgaben.

Diese wurden im Rahmen mehrerer Experteninterviews mit Psychotherapeuten sowie ausführ-

lichen Gesprächen mit Patienten erörtert und anschließend analysiert.

•Lokalität: Die Lokalität ist im Kontext psychotherapeutischer Hausaufgaben der tatsäch-

liche Ort, an dem die Hausaufgabe bzw. deren Aktivitäten vom Patienten durchgeführt

werden. Die Lokalität trägt hierbei je nach durchzuführender Aktivität unterschiedlich zur

Wirksamkeit der therapeutischen Hausaufgabe bei. Beispielsweise ist die Wirksamkeit der

in Abschnitt 2.1.1.2 erläuterten Aktivität Spazieren gehen merklich geringer, wenn diese

anstatt in einer ruhigen und entspannten Umgebung, etwa einem Wald oder Fluss, in

einem umtriebigen oder gar beängstigenden Umfeld, wie z.B. einem Industriegebiet, aus-

geführt wird. Dies hängt andererseits auch vom intendierten Ziel der Aktivität ab, denn

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

geht es wie im gerade erwähnten Beispiel nicht um Entspannung oder Stressreduktion,

sondern um die simple Bewegung des Patienten, spielt die Lokalität nur eine untergeord-

nete Rolle. Nichtsdestotrotz ist die Lokalität eine wichtige und durchaus zu beachtende

Eigenschaft von und für psychotherapeutische Hausaufgaben, sowohl für die Erhaltung

der Wirksamkeit als auch für deren Steigerung.

•Zeitpunkt der Durchführung: Bei der Frage des optimalen Zeitpunkts der Durch-

führung einer psychotherapeutischen Hausaufgabe muss festgehalten werden, dass es, je

nach verordneter Aktivität, einerseits fix definierte Zeitpunkte gibt, d.h. der Psycho-

therapeut gibt exakt vor, dass die Aktivität täglich um 10 Uhr morgens durchgeführt

werden muss. Andererseits existieren Aktivitäten deren Durchführungszeitpunkte unab-

hängig von einer Uhrzeit oder einem Termin sind, sondern eher von Vorkommnissen,

Emotionen oder Situationen bestimmt werden. Als Beispiel für solch eine Aktivität kann

das Hören von Entspannungsmusik (vgl. Abbildung 2.3) herangezogen werden, welche

immer dann durchgeführt werden soll, wenn beim Patienten negative Gedanken aufkom-

men oder sich übermäßiger Stress einstellt. Eine weitere Alternative bei der Definition

eines optimalen Durchführungszeitpunkts ist jene, bei welchem der Psychotherapeut diese

dem Patienten überlässt und ihm ausschließlich die Vorgabe erteilt, die Aktivität in einer

bestimmten Häufigkeit durchzuführen, beispielsweise mindestens einmal am Tag (siehe

dazu auch Punkt Ausführungsfrequenz).

•Ausführungsfrequenz: Die Ausführungsfrequenz bzw. Häufigkeit der Ausführung einer

psychotherapeutischen Hausaufgabe und deren Übungen ist ebenfalls eine wichtige Ei-

genschaft, die bei der Spezifikation der Hausaufgabe beachtet werden muss. Diese ähnelt

sehr stark dem bereits oben erwähnten Aspekt des Zeitpunkts der Durchführung, wobei

hier der Fokus mehr auf der Anzahl der Wiederholungen einer Aktivität innerhalb einer

Hausaufgabe liegt. Dies bedeutet, dass auch hier, je nach Art der Aktivität es hinsichtlich

deren Wirksamkeit vorteilhaft sein kann, diese mehrmals hintereinander durchzuführen.

Andererseits kann eine zu hoch oder zu niedrig gewählte Ausführungsfrequenz negati-

ve Auswirkungen auf die Wirksamkeit haben, weil der Patient dadurch überfordert sein

könnte und die Aktivität dann nur ungenügend durchführt oder diese abbricht.

•Schwierigkeitsgrad & Intensität: Die vom Psychotherapeuten verordneten therapeu-

tischen Hausaufgaben können je nach Art, aber auch vor allem abhängig vom individuellen

Patienten und dessen psychischer Störung, einen unterschiedlichen Schwierigkeitsgrad auf-

weisen. Dies bedeutet, dass ein und dieselbe Aktivität der eine Patient als nicht umsetzbar

empfindet, für einen anderen Patienten hingegen diese ohne Schwierigkeiten bewältigbar

ist. Beispielsweise kann im Fall der Angststörung Agoraphobie [Wes72], d.h. der Angst

vor bestimmten Orten oder Situationen, die Größe der Menschenmenge, ab welcher ein

Patient eine Angst oder ein Unbehagen verspürt, sehr unterschiedlich sein.

•Hilfsmittel: Bestimmte Aktivitäten und Übungen im Rahmen psychotherapeutischer

Hausaufgaben erfordern die Verwendung bzw. Nutzung von Hilfsmitteln (z.B. Tagebuch

oder Musik). Diese gilt es bei der Erläuterung bzw. Vergabe der Hausaufgabe klar zu

definieren und, falls notwendig, dem Patienten zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus

muss in den meisten Fällen die korrekte Nutzung, wie beispielsweise im Fall eines täglich

zu verwendenden Stimmungstagebuchs (vgl. Abbildung 2.6a) oder eines Belohnungsplans

(vgl. Abbildung 2.6b), vom Psychotherapeuten exakt erklärt werden. Andernfalls kann

eine korrekte Durchführung der Aktivitäten nicht gewährleistet werden, wodurch ihre

2.1 Szenarien

intendierte Wirksamkeit negativ beeinträchtigt wird. Wird das Stimmungstagebuch nur

unvollständig oder aufgrund von Scham gar mit unwahren Angaben ausgefüllt, kann dies

dazu führen, dass der Psychotherapeut falsche Schlussfolgerungen zieht und als Konse-

quenz wiederum falsche, d.h. für den Erfolg der Psychotherapie sich negativ auswirkende,

Änderungen an der Therapie bzw. deren Strategien vornimmt. Die notwendigen Erklärun-

gen der Hilfsmittel können mitunter sehr umfangreich und dadurch zeitaufwändig sein,

was einerseits die eigentliche Therapie- bzw. Behandlungszeit verkürzt und andererseits

dazu führen kann, dass der Patient aufgrund der Komplexität und Informationsflut un-

wissentlich Fehler bei der Verwendung macht.

(a) Beispiel eines Stimmungstagebuchs [sti18b]

Janssen-Cilag GmbH

Johnson & Johnson Platz 1

41470 Neuss

www.janssen.com/germany

Die Sonne zeigt mir, dass ich meine Ziele erreicht habe.

Vereinbaren Sie gemeinsam mit Ihrem Kind konkrete Verhaltensziele. Jeden Abend

bewerten Sie zusammen mit Ihrem Kind den Tag. Eine Sonne oder eine Wolke zeigt,

ob die Ziele erreicht wurden oder nicht. Je mehr Sonnen gesammelt werden, desto

höher fällt die Belohnung aus (gemeinsame Aktivitäten, z.B. Kinobesuch).

Belohnungsplan

Dieser Belohnungsplan kann im Internet heruntergeladen werden:

www.mehr-vom-tag.de

Das kann ich besser!

Ziel erreicht!

Belohnung für Sonnen:

Ziel 1

Ziel 3

Ziel 2

Belohnung für Sonnen:

5Belohnung für Sonnen:

(b) Beispiel eines Belohnungsplans für ADHS-

Patienten [bel18]

Abbildung 2.6: Hilfsmittel für die Durchführung von psychotherapeutischen Hausaufgaben

•Überwachung & Feedback: Um sicherzustellen, dass der Patient die vom Therapeu-

ten verordneten therapeutischen Hausaufgaben korrekt, d.h. wie intendiert, zwischen den

Therapiesitzungen durchführt, bedarf es entsprechender Lösungen. So bieten das Proto-

kollieren der Aktivitäten in einem Stimmungstagebuch oder andere Formen der Mitschrift

dem Therapeuten die Möglichkeit, einerseits die korrekte Ausführung der Aktivitäten und

andererseits die Ergebnisse bzw. Erfahrungen zu prüfen und zu analysieren. Hieraus lassen

sich wiederum Rückschlüsse ableiten oder bei Bedarf auch Anpassungen an der Thera-

pie vornehmen. Beides kann in der gängigen Praxis aber nur nachgelagert, d.h. in der

darauffolgenden Therapiesitzung, erfolgen, wodurch ggf. unnötig Therapie- bzw. Behand-

lungszeit “verschwendet” wird. Darüber hinaus hat der Therapeut keinerlei Eingriffs- bzw.

Anpassungsmöglichkeiten, um noch während oder zumindest vor dem nächsten Zeitpunkt

der Durchführung der Hausaufgabe diese zu verändern, sodass die von ihm intendierte

Wirksamkeit garantiert werden kann. Beispielsweise ist es in bestimmten Fällen sinn-

voll, die tägliche Durchführung einer bestimmten Aktivität bis zur nächsten Therapie-

sitzung auszusetzen, falls diese beim Patienten jeweils zu einer negativen Stimmungslage

führt. Mit der nicht vorhandenen Möglichkeit des Monitorings von Hausaufgaben geht

die Tatsache einher, dass jegliche Form von Feedback vom Patienten an den Therapeuten

retrospektiv ist, d.h. rückblickend basierend auf seinen Erinnerungen. Lückenhaften Er-

innerungen oder gar unwahre Angaben des Patienten können dann dazu führen, dass der

Therapeut unnötige Anpassungen an den Strategien und Methoden vornimmt, welche u.

U. wiederum negative Auswirkungen auf deren Wirksamkeit mit sich bringen.

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

2.1.1.4 Optimierungsmöglichkeiten durch den Einsatz mobiler Endgeräte

Wie bereits diskutiert, besitzt der Psychotherapeut im Rahmen der von ihm durchgeführten

Psychotherapie nur wenige, wenn nicht sogar keine Möglichkeiten, um zwischen Therapiesitzun-

gen, d.h. während der Durchführung einer therapeutischen Hausaufgabe, diese zu überwachen

und ggf. einzelne Aktivitäten anzupassen.

Mithilfe mobiler Endgeräte, wie z.B. Smartphones, wäre es hingegen möglich, Lösungen be-

reitzustellen, welche diese Funktionen bieten. So wäre es beispielsweise mittels einer geeigneten

mobilen Anwendung und der Verwendung der im Gerät verbauten Sensoren möglich, zu über-

prüfen, ob der Patient die ihm zugeordnete Aufgabe des täglichen Spazierengehens tatsächlich

durchgeführt hat oder nicht. Darüber hinaus bieten adäquate und spezifische mobile Anwendun-

gen auch für den Patienten hilfreiche und für den Behandlungsverlauf sich positiv auswirkende

Möglichkeiten. Beispielsweise könnte sich der Patient an therapeutische Hausaufgaben erin-

nern lassen oder diese mittels multimedialer Elemente, wie z.B. Videos, effizienter und genauer

durchführen.

Die Tatsache, dass diese vor allem von Therapeuten gewünschten Funktionen noch nicht in ih-

rem vollen Umfang vorhanden sind, bedeutet aber nicht, dass adäquate mobile Anwendungen

für Nutzer mit psychischen Störungen gänzlich fehlen. Für verschiedene spezifische Erkrankun-

gen, wie z.B. Depressionen oder Angststörungen, existieren durchaus qualitativ hochwertige,

d.h. hinsichtlich Funktionsumfang, Design und Usability, mobile Anwendungen. Im Folgenden

werden drei frei erhältliche, mobile Anwendungen im Kontext psychischer Störungen disku-

tiert. Diese bieten, neben dem Protokollieren von Stimmungszuständen, zusätzlich verschiedene

Übungen und Aktivitäten als eine Art von Hausaufgabe an.

•Arya Companion: Die mobile Anwendung Arya Companion2der Arya mHealth UG

fokussiert auf die Unterstützung von an Depressionen leidenden Patienten im Alltag.

Einerseits sollen Emotionen, Gefühle und Gedanken über den Tag hinweg protokolliert

werden, um verschiedene Verhaltensmuster zu erkennen und zu verstehen. Hierzu steht

ein digitales Stimmungstagebuch (vgl. Abbildung 2.7a) zur Verfügung, das mit sog. Stim-

mungprotokollen gefüllt werden kann. Andererseits nutzt Arya Companion die bereits

erwähnte psychotherapeutische Strategie der positiven Aktivitäten. Hierfür stellt die mo-

bile Anwendung ca. 150 verschiedene Aktivitäten zur Verfügung, aus welchen sich der

Patient sein eigenes Portfolio zusammenstellen kann, je nach Präferenz und Stimmung.

Beispielsweise wird die Aktivität Spazieren gehen angeboten, für deren Durchführung sich

der Patient spezifische Erinnerungen anlegen kann, die dann zum definierten Zeitpunkt

vom mobilen Endgerät angezeigt werden. Nach Beendigung jeder Aktivität wird vom Pa-

tienten Feedback in Form eines Stimmungsprotokolls eingeholt, sodass die Auswirkungen

hinsichtlich seiner Stimmung nach Durchführung der Aktivität ermittelt werden können.

Die mobile Anwendung Arya Companion nutzt in ihrer aktuellen Version weder interne

noch externe Sensoren der mobilen Endgeräte, wie beispielsweise den eingebauten GPS

Sensor oder den Herzfrequenzsensor eines Fitnessarmbands, um die Stimmungsprotokolle

bzw. Aktivitäten mit Vitalparametern anzureichern. Auch eine Übertragung der gesam-

melten Informationen an den behandelnden Therapeuten findet nicht statt, sodass dieser

erst nachgelagert, d.h. in der nächsten Therapiesitzung, die Stimmungsprotokolle manuell

analysieren kann, um daraus Rückschlüsse auf die angewendete Therapie zu schließen.

2https://play.google.com/store/apps/details?id=com.arya

2.1 Szenarien

•Moodpath: Depression & Burnout Test: Moodpath3ist eine mobile Anwendung der

Aurora Health GmbH deren übergeordnetes Ziel es ist, Depressionen frühzeitig zu er-

kennen, ohne dass dazu ein Fachexperte aufgesucht werden muss. Dazu werden in einem

ersten Schritt über einen Zeitraum von zwei Wochen die Gedanken, Gefühle und Emo-

tionen des Nutzers mittels eines täglich zu beantwortenden Fragebogens protokolliert.

Dieser enthält Fragen nach den internationalen Diagnostik-Standards (ICD-10, DSM-V,

AMDP-System). Nach diesem Zeitraum wird automatisiert, d.h. mithilfe eines Algorith-

mus, errechnet, ob eine Depression vorliegt und welchen Schweregrad diese besitzt. Dieses

vom Anbieter als Arztbrief bezeichnete Ergebnis (vgl. Abbildung 2.7b) dient dann dazu,

um mit einem Therapeuten das Erstgespräch zu führen, welches durch die bereits gesam-

melten Informationen und Ergebnisse deutlich effizienter vonstatten geht. Neben dem

Screening einer möglichen Depression bietet Moodpath zusätzlich ungefähr 150 verschie-

dene Übungen und Aktivitäten, welche stimmungs- und situationsabhängig täglich dem

Nutzer angeboten werden. Dies ist möglich, da auch Moodpath (vgl. Arya Companion)

alle gesammelten Informationen in Form eines Stimmungstagebuchs speichert. Darüber

hinaus ermöglicht die mobile Anwendung gemeinsam mit der vom Anbieter angebote-

nen Plattform Aurora4, diese Informationen und Daten mit behandelnden Ärzten und

Therapeuten zu teilen. Dadurch können Spezialisten den Stimmungsverlauf des Nutzers

bzw. Patienten uneingeschränkt verfolgen. Dies wiederum erlaubt eine deutlich zeit- und

kosteneffizientere Therapie, weil die Daten nicht erst mit dem Patienten in der Therapie-

sitzung besprochen werden müssen. Weiter ist der Therapeut in der Lage, verschiedene

für den Patienten und dessen Therapie hilfreiche oder auch notwendige Funktionen frei-

zuschalten. Ebenso wie die mobile Anwendung Arya Companion nutzt Moodpath in der

aktuellen Version keine internen oder auch externen Sensoren, um die Durchführung von

Aktivitäten zu überprüfen oder gesammelte Informationen mit Vitalparametern anzurei-

chern.

•Rootd - Panic Attack & Anxiety Relief: Die leider nur in englischer Sprache er-

hältliche mobile Anwendung Rootd5ist, wie die bereits erwähnten Anwendungen, für

Android und iOS erhältlich. Die sehr spielerisch anmutende Anwendung fokussiert auf

die Unterstützung von Nutzern bzw. Patienten mit Angst- und Panikstörungen, indem

sie kontinuierlich deren Stimmung abfragt und im Falle einer Panikattacke mit hilfrei-

chen Tipps und Übungseinheiten aufwartet. Dabei unterscheidet Rootd zwischen kurz-

und langfristigen Übungseinheiten(vgl. Abbildung 2.7c), welche einerseits darauf abzie-

len, dass die Nutzer bzw. Patienten ihre Erkrankung besser verstehen und andererseits

Strategien und Methoden erlernen, um die Krankheit zu heilen oder die Symptome zu

lindern. Eine Besonderheit an Rootd ist, dass verschiedene Inhalte der Anwendung nur ge-

gen Bezahlung einer Gebühr freigeschaltet werden können (mittels sog. In-App-Käufe6).

Rootd ist im Gegensatz zu Arya und Moodpath nicht ausdrücklich für die Nutzung im

Rahmen einer Psychotherapie vorgesehen, sondern das Ziel ist in erster Linie eine Form

des Selbstmanagements sowie das Erlernen individueller und persönlicher Strategien im

Umgang mit der psychischen Erkrankung. Dabei werden wiederum keine Vitalparameter

erfasst und in Bezug mit den protokollierten Emotionen und Gefühlen gesetzt.

3https://www.moodpath.de/de/

4https://www.aurora-health.de/

5http://www.rootd.io/

6Neue Inhalte und Funktionen werden innerhalb der mobilen Anwendung gekauft und bezahlt.

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

(a) Arya Companion (b) Moodpath: Depression & Bur-

nout Test

Relief

Abbildung 2.7: Screenshots von mobilen Anwendungen für die Physiotherapie

Die diskutierten mobilen Anwendungen zeigen, dass bereits Anwendungen zur Unterstützung

einer Psychotherapie bzw. zum Selbstmanagement eines Nutzers mit einer psychischen Erkran-

kung am Markt existieren. Diese fokussieren aber auf einige wenige Aspekte, wie beispielsweise

das Protokollieren von Emotionen bzw. Stimmung der Patienten. Weiterführende Funktionen

und Konzepte, wie dies zum Beispiel die mobile Anwendung Moodpath zeigt, dass Informationen

und Daten automatisch und ohne Zutun des Patienten an den Therapeuten übermittelt wer-

den und dieser dann ggf. Anpassungen an seinen therapierelavanten Strategien und Methoden

vornehmen kann, sind hingegen eher selten. Darüber hinaus sind sowohl die drei vorgestellten

als auch andere in den Appstores erhältlichen Anwendungen sog. Insellösungen, d.h. ihr Fokus

liegt meist auf genau einer psychischen Störung, wie z.B. die Depression bei Moodpath. Weiter

gehören die Verwaltung, Zuweisung und Änderung von therapeutischen Hausaufgaben und das

kontinuierliche Einholen des Patientenfeedbacks nicht zu den Kernfunktionen und -konzepten.

Neben den bereits erwähnten Funktionen bieten mobile Endgeräte bzw. deren mobile Anwen-

dungen weitaus mehr Möglichkeiten, um die Psychotherapie und vor allem die in deren Rahmen

durchgeführten therapeutischen Hausaufgaben ganzheitlich zu unterstützen. Einige Aspekte da-

von werden im Folgenden genauer erläutert:

•Digitale Hilfsmittel: Wie erwähnt, werden in der Psychotherapie je nach angewen-

deter Strategie verschiedene Hilfsmittel (z.B. Stimmungstagebuch) genutzt. Auch wenn

einige der diskutierten mobilen Anwendungen bereits eine digitale Repräsentation eines

solchen Tagebuchs umsetzen, wird in vielen Fällen immer noch auf papierbasierte Do-

kumente zurückgegriffen (vgl. Abbildung 2.6a). Gleiches gilt für Erläuterungstexte oder

-illustrationen, die für den Patienten bei der Durchführung der therapeutischen Hausauf-

2.1 Szenarien

gabe notwendig sind. Hier bieten moderne mobile Anwendungen weitaus größere Mög-

lichkeiten, um komplexe Zusammenhänge (z.B. Atemübungen) darzustellen. So lassen

sich Erklärungen in Form von Videos realisieren oder mittels interaktiver bzw. dyna-

mischer Dokumente (z.B. PDF7-Dokumente) darstellen. Neben Texten beinhalten diese

Dokumente zusätzliche Informationen als Video- oder Audiodaten. Mit diesen Mitteln

wird der Patient dahingehend unterstützt, die therapeutische Hausaufgabe bzw. deren

Aktivitäten und Übungen korrekt durchzuführen, was im Umkehrschluss eine optimale

Wirksamkeit dieser garantiert. Im Hinblick auf das Protokollieren von Gemütszustän-

den, Emotionen oder Gefühlen bieten mobile Anwendungen ebenfalls deutliche Vorteile

gegenüber der Papierversion. Zum einen können die Informationen mit spezifisch entwi-

ckelten Benutzeroberflächenelementen deutlich einfacher, intuitiver und übersichtlicher

erfasst werden, zum anderen sind die erfassten Daten einheitlich, sodass keine Missver-

ständnisse bei deren Interpretation möglich sind. Darüber hinaus sind die Informationen

dahingehend geschützt, dass sie nicht verloren gehen oder manipuliert werden können.

•Motivation & Gamification: Ein wichtiger Aspekt, der gerade bei der Psychotherapie

eine wichtige Rolle spielt, ist die Motivation des Patienten, die vom Therapeuten zuge-

ordneten Hausaufgaben, wie von diesem intendiert, durchzuführen. Gerade bei der psy-

chotherapeutischen Strategie, den Patienten positive Aktivitäten durchführen zu lassen,

kann es zu Beginn dazu kommen, dass diese aufgrund eines zu hohen Schwierigkeitsgrades

(vgl. Abschnitt 2.1.1.3) nicht oder nur unvollständig durchgeführt werden. Dies mindert

die Wirksamkeit der Strategie und somit die Effizienz der gesamten Psychotherapie, weil

der Therapeut erst bei der nächsten Therapiesitzung davon erfährt und darauf reagieren

kann. Hier könnte eine entsprechende mobile Anwendung in Form eines zuvor konfigurier-

ten Lobs, das dem Patienten angezeigt wird, motivierend eingreifen. Eine weitere Lösung

wäre die Umsetzung erweiterter und deutlich komplexerer Motivationskonzepte, wie z.B.

Gamification8[DDKN11], eines aus Computerspielen bekannten Konzepts, bei welchem

der Nutzer bzw. Patient Punkte oder sog. Badges9(vgl. Abbildung 2.24) erhält, wenn

er eine oder mehrere vorher definierte Aktivitäten erfolgreich absolviert hat. Beispiels-

weise könnte das mehrmalige und korrekte Durchführen einer beruhigenden Atemübung

jeweils 5 Punkte geben, wobei der Patient nach Erreichen einer vom Therapeuten defi-

nierten Punktegrenze eine themen- bzw. kontextspezifische Auszeichnung erhält. Weitere

Konzepte im Kontext von Gamification sind die Umsetzung von Levels oder Szenarien,

welche die Langzeitmotivation des Patienten fördern sollen.

•Planung & Erinnerung: Um die Wirksamkeit einer Psychotherapie bzw. der dabei

angewendeten Strategien, insbesondere im Rahmen der therapeutischen Hausaufgaben,

sicherzustellen, ist es notwendig, dass der Patient die Hausaufgaben zu den korrekten

Zeitpunkten und in den geforderten Häufigkeiten durchführt. Gerade hierfür bieten mo-

bile Endgeräte ein großes Spektrum an Möglichkeiten, die zugeordneten Aktivitäten zu

organisieren. So erinnern mobile Anwendungen, etwa die auf allen mobilen Endgeräten

vorhandene Kalenderanwendung, ihre Nutzer über ein anstehendes Ereignis. Hierzu wer-

den grafische, plattformspezifische Elemente (sog. Notifications) verwendet. Eine entspre-

chende für die Psychotherapie entwickelte mobile Anwendung kann entweder selbst dieses

7Portable Document Format

8Gamification ist die Übertragung von spieltypischen Elementen in spielfremde Zusammenhänge mit dem Ziel

der Motivationssteigerung.

9deutsch “Abzeichen”

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

Konzept verwenden, d.h. anwendungsspezifische Erinnerungen dem Patienten anzeigen,

oder aber die Durchführungszeitpunkte der Aktivitäten werden in die bereits vorhande-

ne Kalenderanwendung eingetragen. Diese Variante hat den Vorteil, dass mögliche Ter-

minkollisionen zwischen therapeutischen Aktivitäten und bereits vorhandenen Terminen

erkannt bzw. vermieden werden können. Im Fall von kurzfristigen bzw. nicht vorherseh-

baren Terminkollisionen lassen sich Verschiebungen zusätzlich deutlich einfacher bewerk-

stelligen als in einem papierbasierten Terminkalender. Darüber hinaus erlaubt eine solche

digitale Hausaufgabenverwaltung dem Therapeuten nachzuvollziehen, ob der Patient die

Aktivitäten zu den vereinbarten Zeitpunkten durchgeführt oder ob er diese verschoben

hat. All diese Informationen können vom Psychotherapeuten dazu genutzt werden, um

Rückschlüsse auf die Wirksamkeit der Psychotherapie zu erhalten.

•Sensorik & Ad-hoc-Feedback: Schon bei der Diskussion der drei ausgewählten mo-

bilen Anwendungen, kam ein wichtiger und bisher noch meist unbeachteter Aspekt im

Kontext von therapeutischen Hausaufgaben in der Psychotherapie zur Sprache, nämlich

das Erfassen von Vitalparametern, etwa Herzfrequenz, Herzfrequenzvariabilität10 oder

Hautleitfähigkeit (auch Elektrodermale Aktivität genannt), mit geeigneten Sensoren. Mit

heutigen modernen mobilen Endgeräten, wie Smartphones, Smartwatches (vgl. Abbildung

2.8a) und Fitnessarmbändern, aber auch mit einfach zu verwendenden externen Sensoren,

wie im Fall der Blutzuckermessung, lassen sich diese Vitalparameter kontinuierlich und für

den Patienten sehr komfortabel während der Durchführung der Hausaufgabe oder im An-

schluss, z.B. beim Ausfüllen eines Feedbackfragebogens, messen. Die hierbei gewonnenen

Informationen ermöglichen es dem Therapeuten, Rückschlüsse auf die Wirksamkeit der

gewählten Strategie zu ziehen, um diese ggf. anzupassen oder gar zu wechseln. So kann

eine Kognitive Verhaltenstherapie (KVT) mit geeigneten Sensoren unterstützt werden,

Emotionen und die Stimmung des Patienten nicht allein durch mehrmals täglich zu be-

antwortende Fragen zu erfassen, sondern mittels kontinuierlich gemessener Sensordaten in

Kombination mit komplexen Algorithmen [QMSH12, LN04, HGSW04, SKC+10, MBY13].

Die hierzu notwendigen Sensoren sind beispielweise in einem Armband, wie jenem von

Sentio Solutions Inc. (vgl. Abbildung 2.8b), vorzufinden. Das Sentio Feel Armband ist in

der Lage die Herzfrequenzvariabilität mittels eines Photoplethysmographie (PPG) Sensors

(vgl. grüne LEDs auf der Rückseite der Smartwatch in Abbildung 2.8a) zu bestimmen.

Die Herzfrequenzvariabilität und die ebenfalls durch das Sentio Feel Armband messbare

Elektromodale Aktivität sind notwendige Informationen, um Emotionen oder auch Stress

des Patienten bestmöglich zu bestimmen [QGO+12, LYP+06, ZB06].

Mittels den durch die Sensoren gewonnenen Informationen kann ein sog. Ad-hoc-Feedback

für den Patienten generiert werden. Dies bedeutet, dass mit geeigneten Sensoren die kor-

rekte Durchführung, d.h. wie vom Therapeuten intendiert, der Hausaufgabe geprüft und

im Anschluss oder auch noch während der Durchführung dem Patienten ein hilfreiches

und motivierendes Feedback angezeigt werden kann. Beispielsweise ermöglicht der im mo-

bilen Endgerät verbaute GPS-Sensor die zurückgelegte Distanz beim Spazieren gehen zu

messen und dem Patienten in geeigneter Form, d.h. z.B. grafisch, anzuzeigen.

10Bezeichnet die Abweichung der momentanen Herzfrequenz von einer streng rhythmischen Folge

2.1 Szenarien

(a) ZeRound HR Premium Smartwatch mit PPG

Sensor [zer18]

(b) Sentio Feel Armband mit verschie-

denen Sensoren [sen18]

Abbildung 2.8: Smartwatch und Armband zur Messung von Vitalparametern

2.1.2 Physiotherapie

Die Physiotherapie ist eine wichtige Therapieform zur Behandlung unterschiedlicher Erkrankun-

gen und Beschwerden, wie beispielsweise Funktions-, Bewegungs- bzw. Aktivitätseinschränkun-

gen. Wie die Abbildungen 2.9a und 2.9b zeigen, ist sowohl die Anzahl der ärztlich verordneten

Leistungen als auch die daraus resultierende Anzahl an einzelnen Behandlungen in den letz-

ten Jahren in Deutschland kontinuierlich angestiegen. Neben der stationären und ambulanten

Behandlung des Patienten in einem Krankenhaus bzw. in einer physiotherapeutischen Praxis,

steht die Durchführung von therapeutischen Hausaufgaben im Fokus.

(a) Entwicklung der verordneten Leistungen (b) Entwicklung der einzelnen Behandlungen

Abbildung 2.9: Physiotherapeutische Leistungen und Behandlungen (2007 bis 2015) [aok16]

Physiotherapie ist der Oberbegriff für alle aktiven und passiven Therapieformen (vgl. Aus-

bildungszielbeschreibung des MPhG). Dazu gehören beispielsweise die Bewegungstherapie, bei

welcher Erkrankungen durch sowohl aktive, d.h. durch den Patienten durchgeführte, als auch

passive, d.h. durch den Therapeuten durchgeführte, Bewegungen heilen oder vorgebeugt werden

sollen. Eine weitere Therapieform im Rahmen der Physiotherapie ist die Physikalische Therapie,

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

bei welcher sich mit physikalischen Mitteln der Erkrankung angenommen wird. Beispielsweise

umfasst die Physikalische Therapie die Behandlung mit mechanischen Reizen (Massage) oder

mit thermischen Reizen (Kälte und Wärme). Als Ziele der Physiotherapie werden neben der

Linderung von Schmerz die Erhaltung und Verbesserung von Beweglichkeit, Koordination, Kraft

und Ausdauer genannt.

Wie bereits motiviert, werden auch bei der Physiotherapie therapeutische Hausaufgaben ver-

wendet, um die Wirksamkeit der verordneten Maßnahmen zu erhöhen. Dies ist notwendig, da

sowohl die Therapiedauer als auch -frequenz meistens nicht ausreichen, um das definierte The-

rapieziel zu erreichen. Aus diesem Grund werden dem Patienten während des Behandlungster-

mins verschiedene Maßnahmen, d.h. Übungen, erläutert, die sie zwischen Behandlungsterminen

durchführen sollen. Hierbei sind der Ort, die Dauer und die Frequenz der Durchführung ab-

hängig von der jeweiligen therapeutischen Hausaufgabe. Beispielsweise können Übungen der

Dehngymnastik zu Hause durchgeführt werden, wohingegen Übungen zur Kräftigung der Mus-

kulatur unter Zuhilfenahme von Fitnessgeräten meist nur in speziellen Einrichtungen (z.B.

Fitnessstudio) möglich sind.

Um den Verlauf einer physiotherapeutischen Behandlung näher zu erläutern und den Einsatz

therapeutischer Hausaufgaben in diesem Kontext zu verdeutlichen, werden in diesem Abschnitt

exemplarisch und in vereinfachter Form die Nachbehandlungsstrategien nach einer Rekonstruk-

tion des vorderen Kreuzbandes gezeigt [EH08]. Hierbei wird angenommen, dass bei einem Pa-

tienten, der eine Verletzung des vorderen Kreuzbandes (lat.: Ligamentum cruciatum anterius,

LCA) aufweist, dieses mithilfe der Doppelbündeltechnik [Jär07] athroskopisch rekonstruiert

wurde. Um anschließend den Heilungsprozess zu unterstützen, begibt sich der Patient in eine

speziell für diese Operationstechnik entwickelte physiotherapeutische Nachbehandlung. Diese

umfasst die in Tabelle 2.2 dargestellten drei Phasen:

Phase Zeitliche Zuordnung Therapieziele

I 1. und 2. postoperative Woche Reduktion der Schwellneigung

Erhalt der Beweglichkeit

Femurpatellargelenk

Schmerzlinderung/-reduktion

II 3. bis 6. postoperative Woche Normalisierung der Beweglichkeit

Progressive Belastungssteigerung bis

zur Erreichung der Vollbelastung

Wiederherstellung koordinativer

Fähigkeiten

Stabilisation der physiologischen

Becken-Bein-Achse

III Ab 7. postoperativer Woche Normalisierung der Alltagsmotorik

Erreichen physiologischer Muskelba-

lance der gesamten Becken-Bein-Achse

Tabelle 2.2: Übersicht über die einzelnen Phasen der Physiotherapie und deren Therapieziele

2.1 Szenarien

2.1.2.1 Involvierte Personen und Akteure

In dem beschriebenen Szenario einer physiotherapeutischen Behandlung nach einem operativen

Eingriff am vorderen Kreuzband, sind meist zwei Akteure beteiligt:

•Physiotherapeut: Der Physiotherapeut ist dafür verantwortlich, die ärztlich verord-

neten Maßnahmen entsprechend der im Heilmittelkatalog definierten Umfänge durchzu-

führen [hei17]. Hierbei entscheidet der Physiotherapeut selbstständig, welche Techniken

und Übungen im Rahmen der Therapie zum Einsatz kommen. Des Weiteren kann es

vorkommen, dass der Physiotherapeut während einer mehrwöchigen Therapie aufgrund

personeller Engpässe oder Terminüberschneidungen wechselt. Im hier beschriebenen Sze-

nario besteht die Aufgabe des Physiotherapeuten darin, die in den verschiedenen Phasen

beschriebenen Therapieziele (vgl. Tabelle 2.2), wie z.B. die Schmerzlinderung oder Nor-

malisierung der Beweglichkeit, gemeinsam mit dem Patienten zu erreichen.

•Patient: Der Patient unterzieht sich einer Physiotherapie aufgrund unterschiedlichster

Erkrankungen oder physischer Beschwerden. Darüber hinaus nutzen Patienten die Physio-

therapie, um präventiv gegen mögliche Erkrankungen vorzugehen [Ste13], beispielsweise

zur Vorbeugung gegen auftretende Rückenschmerzen aufgrund der täglichen Arbeitsbe-

lastungen. Im hier beschriebenen Szenario hingegen, unterzieht sich der Patient einer

Physiotherapie, um nach erfolgter Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes, sein Knie

ohne Einschränkungen wieder belasten zu können.

2.1.2.2 Ablauf

Um die Vorgehensweise und den Ablauf einer physiotherapeutischen Behandlung zu verdeut-

lichen, soll nun genauer auf die einzelnen Aktivitäten, Maßnahmen und Phasen eingegangen

werden. Abbildung 2.10 stellt exemplarisch und vereinfacht, basierend auf Auskünften verschie-

dener Physiotherapeuten und Patienten, dar, welche Aktivitäten und Maßnahmen in welcher

Reihenfolge im Rahmen einer Nachbehandlung nach einer Rekonstruktion des vorderen Kreuz-

bandes notwendig sind. Darüber hinaus zeigt Abbildung 2.10 an welchen Orten und unter

Verwendung welcher Hilfsmittel und Materialien die einzelnen Aktivitäten durchgeführt wer-

den.

Abbildung 2.10: Ablauf der Physiotherapie

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

Während des ersten Behandlungstermins in einer physiotherapeutischen Praxis erstellt der be-

handelte Physiotherapeut zunächst eine Anamnese, indem er gemeinsam mit dem Patienten

dessen Krankengeschichte bespricht. Hierbei ist es das Ziel, neben den eigentlich zu behan-

delnden Beschwerden, Vorerkrankungen oder weitere Einschränkungen zu erfahren, die es bei

der Durchführung der therapeutischen Maßnahmen zu beachten gilt. Basierend auf der Ana-

mnese werden anschließend verschiedene Untersuchungen durchgeführt, die gemeinsam mit der

Diagnose des Arztes eine Therapiediagnose ergeben. Letztere dient dann als Basis für die Aus-

arbeitung der patientenspezifischen Therapieziele und der letztendlichen Therapie-Planung. Im

Fall der Nachbehandlung nach Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes werden hier die ein-

zelnen Maßnahmen für die verschiedenen Phasen (vgl. Tabelle 2.2) geplant.

Abbildung 2.11: Anleitung zur Patella-

Automobilisation [EH08]

Im nächsten Schritt werden die ersten passi-

ven und aktiven physiotherapeutischen Maß-

nahmen durch den Physiotherapeuten durch-

geführt. Beispielweise wird eine manuelle

Lymphdrainage oder eine Elektrostimulation

des inneren Schenkelmuskels (lat. Musculus

vastus medialis) durchgeführt [EH08]. Da ver-

schiedene Maßnahmen täglich durchgeführt

werden müssen, um den Heilungsprozess nicht

zu unterbrechen, erläutert der Physiothera-

peut dem Patienten einzelne Maßnahmen wie

diese zu Hause bzw. außerhalb der Behand-

lungstermine in Form von therapeutischen Hausaufgaben durchgeführt werden sollen (vgl. Ab-

bildung 2.11). Um sicher zu gehen, dass der Patient die Anweisungen adäquat nachvollziehen

kann, werden ihm Illustrationen und weitere Hilfsmittel zur Verfügung gestellt.

Abbildung 2.12: Automobilisation des Kniege-

lenks unter Zuhilfenahme eines

Skischuhs [EH08]

In der Zeit zwischen den Behandlungstermi-

nen führt der Patient die ihm zugeordne-

ten therapeutischen Hausaufgaben zuhause,

entsprechend den Vorgaben des Physiothera-

peuten, aus. Im hier gezeigten Szenario be-

deutet dies, dass die tägliche durchzuführen-

de Hausaufgabe zunächst aus einer Patella-

Automobilisation besteht. Dabei greift der

Patient auf die verfügbaren Illustrationen zu-

rück, um die Maßnahme korrekt durchzufüh-

ren. Hat er im Anschluss an diese Maßnahme

spürbare Schmerzen, überspringt er die darauffolgende Maßnahme Halbe Kniebeugen, welche

zur Ansteuerung einer gelenksichernden Muskelentspannung dient, und macht mit der Auto-

mobilisation des Kniegelenks weiter (vgl. Abbildung 2.12). Diese Maßnahme ist unter Zuhilfe-

nahme eines Skischuhs in Verbindung mit der Gravitation dazu gedacht, die Beweglichkeit zu

verbessern und mögliche Schmerz- und Schwellungszustände zu verringern [EH08].

Beim nächsten Behandlungstermin gilt es zunächst für Physiotherapeuten sowohl ein allge-

meines als auch ein hausaufgabenspezifisches Feedback des Patienten einzuholen. Dies dient

einerseits dazu, das allgemeine Befinden des Patienten zu erfahren und andererseits, um ad-

äquate Anpassungen der therapeutischen Maßnahmen vorzunehmen. Damit ist gemeint, dass

2.1 Szenarien

im Fall von anhaltend auftretenden Schmerzen bei der Durchführung der therapeutischen Haus-

aufgabe, diese vom Physiotherapeuten angepasst werden muss. Dies kann beispielsweise durch

Änderung der Dauer oder Intensität von Maßnahmen oder durch Weglassen einzelner Maßnah-

men erfolgen. Nach Einholen des Feedbacks beginnt der Physiotherapeut wiederum verschiedene

physiotherapeutische Maßnahmen durchzuführen. Am Ende des Behandlungstermins erläutert

der Physiotherapeut dem Patienten abermals die durchzuführende therapeutische Hausaufga-

be. Diese, ebenso wie die therapeutischen Maßnahmen während des Behandlungstermins, sind

abhängig vom Feedback des Patienten.

2.1.2.3 Eigenschaften und Besonderheiten

Für das skizzierte Szenario, aber auch generell innerhalb der Physiotherapie, existieren unter-

schiedliche Eigenschaften und Besonderheiten im Hinblick auf die Nutzung und den Umgang

mit therapeutischen Hausaufgaben. Diese wurden im Rahmen mehrerer Experteninterviews mit

Therapeuten sowie ausführlichen Gesprächen mit Patienten erörtert und analysiert.

•Lokalität: Bei der Durchführung der Hausaufgabe und deren jeweiligen Übungen spielt

der tatsächliche Ort, an welchem diese stattfinden, in vielen Fällen nur eine unterge-

ordnete Rolle. Im obigen Szenario (vgl. Abschnitt 2.1.2.2) ist es z.B. hinsichtlich der

Wirksamkeit der Übung Automobilisation des Kniegelenks unerheblich, ob diese zuhause

oder an einem anderen Ort stattfindet. Diese Aussage kann aber nicht pauschal getätigt

werden, da für einige Übungen im Kontext der Physiotherapie der Ausführungsort von

großer Bedeutung ist. Beispielsweise werden zur Behandlung und Vorsorge von Arthrose

neben Übungen für zuhause auch solche verwendet, die aufgrund des gleichmäßigen Wi-

derstands und der höheren Temperatur im Wasser in einem Schwimmbad durchgeführt

werden müssen (vgl. Abbildung 2.13a). Gleiches gilt für Übungen, die nur mithilfe eines

spezifischen Fitness- oder Therapiegeräts ausgeführt werden können, das meist nur im

Fitnessstudio oder einer Physiotherapiepraxis verfügbar sind.

(a) Übung im Rahmen der Wassergymnastik [aqu18] (b) Übung am Gravity Training System (GTS) [gra18]

Abbildung 2.13: Unterschiedliche Orte für die Durchführung der Hausaufgabe

•Uhrzeit: Die Uhrzeit, zu der eine Hausaufgabe durchgeführt werden soll, wird je nach

Übung durch den Physiotherapeuten während des Behandlungstermins spezifiziert. Ei-

ne genaue Festlegung der Uhrzeit ist aber nicht immer notwendig, sodass der Patient

die Möglichkeit besitzt, den Zeitpunkt der Durchführung selbst zu wählen und an seinen

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

Alltag anzupassen. Handelt es sich hingegen um Übungen, die beispielsweise der Mobilisa-

tion zu behandelnder Gelenke und Strukturen dienen, kann die Zeit eine äußerst wichtige

Rolle bei der Wirksamkeit der Hausaufgabe spielen. Im beschriebenen Szenario der Nach-

behandlung nach einer Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes ist die Übung Patella

Automobilisation (vgl. Abbildung 2.11) mehrmals täglich auszuführen, wobei die erste

Durchführung direkt nach dem Aufstehen erfolgen muss, um einerseits die Durchblutung

und andererseits die Beweglichkeit der Patella nach der langen Ruhephase zu fördern. In

solch einem Fall wird der Patient angehalten, sich an die vom Physiotherapeuten defi-

nierten Zeiten zu halten und sie, wenn möglich, nicht zu ändern.

•Schwierigkeitsgrad & Intensität: Der Schwierigkeitsgrad bzw. die Intensität der Haus-

aufgabe und deren Übungen hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehören ei-

nerseits die Komplexität der jeweiligen Übungen, etwa ob zur korrekten Durchführung

komplizierte technische oder koordinative Abläufe und Fähigkeiten vonnöten sind, und

andererseits physikalische Faktoren, wie z.B. der Widerstand gegen welchen eine Übung

durchgeführt werden soll oder aber auch die Durchführungsgeschwindigkeit. Für jede

Übung werden hierbei die entsprechenden Faktoren vom Physiotherapeuten noch wäh-

rend des Behandlungstermins bei Erläuterung der Hausaufgabe festgelegt. Beispielsweise

kann die Übung Automobilisation des Kniegelenks (vgl. Abbildung 2.12) für den Patienten

dahingehend vereinfacht werden, indem sie anstatt mit einem Skischuh mit einem All-

tagsschuh oder barfuß durchgeführt wird. Die Erhöhung des Schwierigkeitsgrads bzw. der

Intensität durch den Patienten selbst ist meistens unerwünscht, da hierdurch die Wirk-

samkeit der Hausaufgabe gemindert wird und ggf. ein erhöhtes Verletzungsrisiko besteht.

Ausgenommen davon sind dynamische Anpassungen, die auf im Vorfeld mit dem Physio-

therapeuten besprochenen Kriterien basieren. Hierzu gehören beispielsweise der während

der Übung empfundene Schmerz oder die Erschöpfung, die aufgrund der Übung eingetre-

ten sind. Beide Kriterien werden in der Praxis oft angewendet, wobei keines von ihnen

ohne Weiteres objektiv messbar ist und deshalb in der Form „Wenn der Schmerz zu groß

ist, dann reduziere den Widerstand“ definiert werden.

•Übungsfrequenz: Die Frequenz, in welcher die Übungen und Hausaufgabe durchzufüh-

ren sind, wird ebenfalls vom Physiotherapeuten bei der Erläuterung der Hausaufgabe

während des Behandlungstermins bestimmt. Diese Frequenz gibt an, wie oft eine Übung

innerhalb der Hausaufgabe wiederholt werden soll, um eine optimale Wirksamkeit zu

erzielen. Hierbei entscheidet der Physiotherapeut, ob er die genaue Anzahl an Wiederho-

lungen mittels einer Zahl definiert, wie z.B. in der Übung Halbe Kniebeugen (vgl. Abbil-

dung 2.10), oder ob die Anzahl undefiniert ist und von unterschiedlichen Faktoren und

Kriterien abhängig gemacht wird. Diese Faktoren sind teilweise qualitativ messbar, wie

im Fall der Herzfrequenz, die sowohl manuell mithilfe des Zeigefingers an einer Arterie

bestimmt werden kann (vgl. Abbildung 2.14a), als auch mittels moderner Pulsuhren (vgl.

Abbildung 2.14b).

•Hilfsmittel: Viele Übungen, die während einer Physiotherapie im Allgemeinen und im

Rahmen von Hausaufgaben im Speziellen durchzuführen sind, erfolgen ohne Zuhilfenahme

technischer Hilfsmittel, wenn man von der Verwendung einer komfortablen Übungsmatte

absieht. Beispielsweise können die meisten Dehnübungen rein mittels des eigenen Kör-

pergewichts ausgeführt werden. Neben Übungen, welche, wie erwähnt, ohne technische

Hilfsmittel auskommen, existieren auch Übungen, deren Wirksamkeit unter Verwendung

2.1 Szenarien

(a) Manuelle Herzfrequenzmessung [pul18a] (b) Herzfrequenzmessung mittels Pulsuhr und Brust-

gurt [pul18b]

Abbildung 2.14: Qualitative Messung der Herzfrequenz

von Hilfsmitteln, wie z.B. Gewichten oder Übungsbändern (vgl. Abbildung 2.15a), ge-

steigert oder erst garantiert werden kann. Mittels solcher Utensilien lassen sich die In-

tensität und der Schwierigkeitsgrad steigern, sodass eine größere Kraft bzw. Anstrengung

nötig ist, um die Übung korrekt auszuführen. Dies wirkt sich dann meist auch implizit

auf eine veränderte Übungsfrequenz aus. Im Gegensatz zu den gerade erwähnten inten-

sitätssteigernden Hilfsmitteln, werden aber auch Gegenstände benötigt, ohne die eine

korrekte Ausführung der Übung erst gar nicht möglich ist. Beispielweise werden für viele

Stabilisationsübungen ein sog. Wackelbrett oder Balance-Kissen (vgl. Abbildung 2.15b)

benötigt. Darüber hinaus erfordern die meisten Übungen detaillierte Erklärungen, um

(a) Kräftigung mit Übungsband [the18] (b) Stabilisierungsübung mit Wackelbrett [wac18]

Abbildung 2.15: Technische Hilfsmittel für physiotherapeutische Übungen

diese adäquat durchzuführen und somit eine ausreichende Wirksamkeit zu gewährleisten.

Die notwendigen Informationen werden meist vom Physiotherapeuten mündlich oder in

Form von gedruckten Illustrationen an den Patienten vermittelt. Vermehrt kommen aber

auch online verfügbare Videos zum Einsatz, welche den korrekten Übungsablauf interak-

tiv demonstrieren. Hierbei muss der Physiotherapeut ggf. auf die Webadresse des Videos

verweisen. Verschiedene technische Hilfsmittel, wie z.B. ein Schrittzähler, werden zudem

dazu verwendet, um die Durchführung der Übung zu überwachen, etwa indem die erfolg-

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

ten Wiederholungen oder Distanzen gemessen werden. Hierdurch erhält der Patient die

Möglichkeit, auf Basis der ihm zur Verfügung stehenden Daten ggf. die Übung anzupassen

und somit deren Effizienz zu erhöhen.

•Überwachung & Feedback: Eine Überwachung bzw. Kontrolle der Hausaufgabe wäh-

rend ihrer Ausführung durch den Patienten außerhalb des Behandlungsraums, ist aktuell

nicht oder bestenfalls nur eingeschränkt möglich. Dies liegt hauptsächlich daran, dass

die meisten technischen Hilfsmittel, wie z.B. das Übungsband, überhaupt keine Daten

aufzeichnen. Wenn ein Hilfsmittel dies jedoch erlaubt, stehen die Daten dem Physiothe-

rapeuten aber meist nicht zur Verfügung. Dadurch ist es Letzterem nicht möglich, noch

während der Hausaufgabe auf die Übungen positiv einzuwirken, etwa um durch Anpas-

sung der Übungsfrequenz oder der Intensität die Wirksamkeit zu erhöhen oder zumindest

zu erhalten. Als mögliche Konsequenz der fehlenden Möglichkeit des Eingreifens, führt

der Patient die Hausaufgabe aufgrund eines zu hohen Schwierigkeitsgrades nicht korrekt

durch und dies kann erst beim nächsten Behandlungstermin korrigiert werden.

2.1.2.4 Optimierungsmöglichkeiten durch den Einsatz mobiler Endgeräte

Generell wird in der Physiotherapie, sowohl im Behandlungszimmer des Therapeuten als auch

bei der Durchführung von Übungen im Rahmen der von ihm definierten Hausaufgabe nahezu

vollständig auf die Unterstützung durch mobile Endgeräte verzichtet. Folglich wird der Patient

weder daran erinnert, die Hausaufgabe wie geplant durchzuführen, noch werden notwendige In-

formationen gesammelt, die als Feedback an den Therapeuten übermittelt werden. Ein Grund

für das Nichtvorhandensein solch einer Lösung ist sicherlich der erhöhte Realisierungsaufwand

aufgrund der zu erwartenden Komplexität. So müssen viele verschiedene Übungen und unter-

schiedliche Sensoren, welche miteinander kombiniert werden müssen, abgebildet werden. Dies

bedeutet aber keinesfalls, dass keinerlei mobile Anwendungen für spezifische Verletzungen oder

Beschwerden existieren, welche den Patienten bei dessen Therapie unterstützen. Diese konzen-

trieren sich meist auf die Planung der Übungen, d.h. deren Übungsfrequenz und Intensität

sowie deren korrekte Ausführung, indem sie Erklärungsvideos oder andere Illustrationen zur

Verfügung stellen.

•Physio Vital: Die mobile Anwendung Physio Vital11 (vgl. Abbildung 2.16a) der No-

vartis Pharma AG unterstützt sowohl Patienten, die sich zur Rehabilitation nach einer

Verletzung, als auch Personen, die sich prophylaktisch mit physiotherapeutischen Übun-

gen auseinandersetzen, bei deren korrekter Ausführung. Hierzu stehen 50 verschiedene

Übungsvideos zur Verfügung, in welchen die Übungen ausführlich erläutert werden. Dar-

über hinaus bietet Physio Vital seinen Nutzern die Möglichkeit, gemeinsam mit ihrem

Therapeuten einen individuellen Trainingsplan zu erstellen und zu verwalten. Neben ver-

schiedenen Statistiken, die den Trainingsfortschritt widerspiegeln, beinhaltet die Anwen-

dung unterschiedliche Motivationsstrategien, wie z.B. Belohnungen und Auszeichnungen.

Leider besitzt Physio Vital weder Funktionen für das Aufzeichnen von Daten (z.B. Vital-

parameter) noch für das zur Verfügung stellen eines Feedback.

•MyPhysio App: Im Gegensatz zur oben beschriebenen Anwendung Physio Vital, wel-

che nicht zwingend durch einen Therapeuten verordnet werden muss, ist MyPhysio App12

11https://play.google.com/store/apps/details?id=com.novartis.physio_vital

12https://play.google.com/store/apps/details?id=au.com.myphysioapp

2.1 Szenarien

(vgl. Abbildung 2.16b) eine mobile Anwendung, die nur in Verbindung mit einer physio-

therapeutischen Praxis verwendet werden kann. Dies bedeutet, dass der Patient bzw.

Nutzer individuell die für seine Therapie passenden Übungen zur Verfügung gestellt be-

kommt. Diese sind dann vom Therapeuten hinsichtlich der Übungsfrequenz und Intensität

entsprechend konfiguriert. Darüber hinaus bietet MyPhysio App sowohl eine Erinnerungs-

funktion als auch die Möglichkeit an, anwendungsintern mit dem Therapeuten mittels

Textnachrichten zu kommunizieren. Auch bei MyPhysio App fehlt es an adäquaten Kon-

zepten zur Aufzeichnung therapierelevanter Daten, wie z.B. Herzfrequenz oder Intensität,

welche als Feedback an den Therapeuten übermittelt werden könnten.

•Pocket Physio: Die mobile Anwendung Pocket Physio13 (vgl. Abbildung 2.16c) stellt

eine digitale und mobile Lösung für die Zeit vor und nach einer Hüft- oder Knieope-

ration dar. Hierbei liegt der Fokus auf prä- und postoperativen physiotherapeutischen

Übungen, die den Patienten einerseits auf die Operation bestmöglich vorbereitet und

ihn andererseits bei der schnellen Rehabilitation unterstützt. Zur Erläuterung der ver-

schiedenen Übungen, wie z.B. Atem- oder Kräftigungsübungen, werden sowohl textuelle

Beschreibung als auch Erklärungsvideos, welche durch eine Online-Plattform (z.B. Youtu-

be) zur Verfügung gestellt werden, verwendet. Darüber hinaus bietet Pocket Physio eine

Erinnerungsfunktion, mit welcher der Patient auf die rechtzeitige und wiederkehrende

Durchführung der Hausaufgabe hingewiesen wird. Auf die Realisierung einer rudimentä-

ren Feedback-Funktion, welche relevante Informationen an den Therapeuten oder Arzt

versendet, wurde bei Pocket Physio verzichtet.

(a) Physio Vital (b) MyPhysio App (c) Pocket Physio

Abbildung 2.16: Screenshots von mobilen Anwendungen für die Physiotherapie

Die hier dargestellten Lösungen stellen einen kleinen Ausschnitt der aktuell verfügbaren mobi-

len Anwendungen im Kontext der Physiotherapie dar. Daneben existieren in den verschiedenen

13https://play.google.com/store/apps/details?id=uk.careUK.pocketphysio

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

Appstores noch einige weitere mobile Anwendungen, deren Fokus auf der Darstellung und zeit-

lichen Organisation von Übungen für einen spezifischen Bereich der Physiotherapie liegt. Trotz

der Auswahl an verfügbaren mobilen Anwendungen beschränkt sich die Unterstützung des

Patienten bei der Durchführung der Hausaufgaben immer noch weitestgehend auf deren münd-

liche Erläuterung und eine Demonstration durch den Therapeuten. Unter Umständen werden

darüber hinaus noch papierbasierte Illustrationen zur Verfügung gestellt. Mit mobilen Endge-

räten hingegen ist man in der Lage, die Physiotherapie und insbesondere deren Hausaufgaben

ganzheitlich, flexibel und somit effizienter zu gestalten. Einige Aspekte, welche Vorteile und

Möglichkeiten für eine ganzheitlich unterstützte Physiotherapie bieten, werden im Folgenden

erläutert:

•Digitale Hilfsmittel: Heutzutage werden nahezu keinerlei digitale Hilfsmittel, wie z.B.

Videos, Animationen oder annotierbare Dokumente, in der Physiotherapie bzw. deren

Hausaufgaben eingesetzt. Papierbasierte Informationen, wie z.B. Illustrationen oder Be-

schreibungstexte, besitzen den Nachteil, dass sie nur einen begrenzten Informationsge-

halt besitzen oder eben den Patienten bei zu vielen Informationen überfordern. Mobile

Endgeräte bieten weit größere Möglichkeiten, Informationen verschiedener Komplexität

darzustellen. Beispielsweise kann es für den Patienten einfacher sein, ein Video, das die

Bewegungsabläufe einer Übung demonstriert, anzusehen als die Instruktionen in langen

textuellen Beschreibungen durchzulesen. Die Videos können dabei entweder direkt auf

dem mobilen Endgerät vorgehalten werden und somit auch ohne Internetverbindung ver-

fügbar sein oder eben durch eine Online-Plattform bereitgestellt werden. Mithilfe digitaler

Dokumente lassen sich darüber hinaus vom Therapeuten individuell erstellte Kommenta-

re an Instruktionen oder Textstellen anheften, welche den Patienten bei der Bewältigung

der Hausaufgabe unterstützen. Digitale Hilfsmittel helfen aber nicht nur bei der korrek-

ten Ausführung der Übungen, sondern assistieren Patienten auch bei der Einhaltung der

vom Therapeuten konfigurierten Parameter, wie Übungsfrequenz oder -dauer. Muss der

Patient bisher die Anzahl der getätigten Liegestützen selbstständig mitzählen, bietet die

mobile Anwendung Runtastic Push-Ups14 die komfortable Möglichkeit mithilfe des im

mobilen Endgerät verbauten Näherungssensors den Fortschritt zu erfassen. Hierzu muss

das mobile Endgerät nur auf Höhe der Nase unter dem Patienten platziert werden.

•Sensorik und Ad-hoc-Feedback: Wie erwähnt, wäre es im Kontext der Physiothe-

rapie von Vorteil, wenn unterschiedliche therapierelevante Informationen, wie z.B. die

Anzahl der durchgeführten Wiederholungen, aufgezeichnet und entweder noch während

der Durchführung der Übung, d.h. in Echtzeit, oder im Anschluss daran analysiert werden

könnten. Basierend auf solch einer Analyse kann dann ein sog. Ad-hoc-Feedback für den

Patienten generiert werden, welches diesem beispielsweise Aufschluss über die korrekte

Durchführung der Übung gibt. Um solch eine Funktion zu realisieren, können verschie-

dene Sensoren, die entweder im mobilen Endgerät oder in einem drahtlos verbundenen

Wearable15 verbaut sind, genutzt werden. Beispielsweise kann mithilfe des GPS-Sensors

die zurückgelegte Strecke erfasst werden (vgl. Abbildung 2.17c), wohingegen die aktuelle

Herzfrequenz mittels der sog. Pulsoxymetrie am Handgelenk durch eine entsprechende

Smart Watch gemessen wird [MDC06]. Basierend auf diesen Informationen ist dann der

Patient in der Lage die Übung, in obigem Beispiel ein Ausdauerlauf, entsprechend den

14https://play.google.com/store/apps/details?id=com.runtastic.android.pushup.lite

15Tragbares Computersystem, welches während der Anwendung am Körper des Benutzers befestigt ist

2.1 Szenarien

Intensitätsvorgaben des Therapeuten auszuführen. Für die Darstellung des Feedbacks

stehen wiederum je nach Übung verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Die nahelie-

gendste Form ist die grafische Darstellung des Feedbacks auf dem Bildschirm des mobilen

Endgeräts, aber auch andere Formen, etwa die Verwendung des Lautsprechers bzw. Kopf-

hörers oder Aktivierung des Vibrationsmotors, sind vorstellbar.

•Planung und Erinnerung: Um die Wirksamkeit einer Physiotherapie sicherzustellen,

ist es von großer Bedeutung, dass Hausaufgaben nicht nur adäquat, d.h. genau wie vom

Therapeuten vorgegeben, sondern auch regelmäßig durchgeführt werden. Dies reicht von

eher unpräzisen zeitlichen Vorgaben, wie z.B. mehrmals wöchentlich oder täglich, bis hin

zu sehr genauen Uhrzeiten bzw. Zeitpunkten, wie z.B. direkt nach dem Aufstehen oder

um 8 Uhr. Neben diesen zeitlichen Abhängigkeiten können noch weitere Anforderungen

an den Zeitpunkt der Durchführung gestellt werden, etwa dass sich der Patient an einem

bestimmten Ort befinden muss. Solch eine Art der Hausaufgabenplanung lässt sich mit

mobilen Endgeräten sehr gut bewerkstelligen, weil diese bereits die vom Patienten genutz-

te Kalender-Anwendungen besitzen und die definierten Hausaufgaben in diese eingetragen

werden können. Des Weiteren ist es möglich, mittels Notifications, an eine bevorstehen-

de Hausaufgabe zu erinnern, wobei diese Erinnerung von den jeweiligen zeitlichen oder

ortsabhängigen Anforderungen abhängt. Die Benachrichtigungen können für die jeweilige

Übung und individuell für jeden Patienten spezifisch konfiguriert werden. Darüber hinaus

lassen sich mittels der Benachrichtigungsfunktion und anschließenden Nutzung der mobi-

len Anwendung überprüfen, ob die Hausaufgabe wie gewünscht zum richtigen Zeitpunkt

durchgeführt wurde. Mittels dieser Informationen kann der Therapeut Rückschlüsse über

die aktuelle Wirksamkeit der Therapie, in Abhängigkeit der zeitlich korrekten Durchfüh-

rung der Hausaufgaben, ziehen.

•Leistungsstand und Fortschritt: Ein wichtiger persönlicher Indikator zur Erfassung

der Wirksamkeit einer Physiotherapie und zur weiteren Motivation die Hausaufgaben re-

gelmäßig durchzuführen, ist dem Patienten eine Form des Fortschritts zur Verfügung zu

stellen. Auf welchen Parametern dieser Fortschritt basiert kann nicht generalisiert wer-

den, da dieser an das spezifische Therapieziel angepasst werden muss. Beispielsweise ist

es für den Patienten in obigem Szenario interessant und motivierend zu wissen, wie sich

die Beweglichkeit seines Knies, d.h. wie weit dieses ohne Schmerz angewinkelt werden

kann, über die Zeit der Physiotherapie und deren Hausaufgaben entwickelt hat. Auf der

anderen Seite wünscht sich ein Patient, dessen Ziel es ist, seine allgemeine Ausdauer zu

steigern und der dafür als Hausaufgabe das regelmäßige Laufen verordnet bekam, einen

Fortschritt bei der zurückgelegten Strecke oder eine niedrigere Herzfrequenz bei gleicher

Belastung zu erkennen. In beiden Fällen führt ein positiver Fortschritt dazu, dass der

Patient die Wirksamkeit der Therapie und ihren Hausaufgaben erkennt und somit seine

Motivation aufrechterhält, wenn nicht sogar steigert. Gleichzeitig verhilft die Anzeige ei-

nes stagnierenden Fortschritts, etwa wenn sich relevante Parameter (z.B. Herzfrequenz)

in die falsche Richtung entwickeln, Fehler bzw. Ungenauigkeiten in der Ausführung der

Hausaufgabe zu erkennen, die dann mit dem Physiotherapeuten besprochen werden müs-

sen. Dieser ist dann in der Lage, die Hausaufgabe entsprechend anzupassen. Um solch

einen Fortschritt zu Verfügung zu stellen sowie diesen komfortabel verwalten und darstel-

len zu können, bieten mobile Endgeräte zahlreiche Möglichkeiten. Zum einen kann der

Fortschritt in fast jeder erdenklichen Art dargestellt werden, etwa mittels Diagrammen,

Listen oder Auszeichnungen (vgl. Gamification). Zum anderen sind mobile Endgeräte in

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

der Lage, mittels der eingebauten Sensoren den Patienten bei der Aufzeichnung der für

den Fortschritt relevanten Daten zu unterstützen. Beispielsweise kann die zurückgelegte

Strecke und die Herzfrequenz automatisch und komfortabel vom mobilen Endgerät des

Patienten aufgezeichnet werden, sodass sie nicht manuell und somit fehleranfällig proto-

kolliert werden müssen.

•Gamification: Wie erwähnt, ist die Anzeige eines kontinuierlichen Fortschritts für die

Erhaltung bzw. Steigerung der Motivation des Patienten essentiell. Neben der zeitlichen

Darstellung der sich positiv entwickelnden Parameter mit stetig steigenden Verlaufskur-

ven, kann das Konzept des Gamification verwendet werden. Dieses motiviert den Nutzer

bzw. Patienten, mithilfe von Preisen und Auszeichnungen, die über die Zeit gesammelt

werden können. Beispielsweise erhält ein Patient, der seine Hausaufgaben regelmäßig und

adäquat durchführt, eine wöchentliche Auszeichnung und anschließend eine weitere für

den Monat. Bei diesem Konzept wird ausgenutzt, dass Personen generell gerne Auszeich-

nugen und Preise sammeln und dadurch die Motivation hoch ist, weitere zu erhalten.

Dieser Effekt kann noch durch den gegenseitigen Vergleich mit anderen Nutzern bzw.

Patienten gesteigert werden. Hierzu ist eine Form der Gemeinschaft vonnöten (vgl. Ab-

schnitt Community). Mobile Endgeräte bieten heute alle notwendigen Funktionen, um

solch ein Konzept, bestehend aus der Vergabe von Preisen und Auszeichnungen, basie-

rend auf vorher individuell konfigurierten Parametern zu realisieren. Einerseits weil sie die

verschiedenen Artefakte (z.B. Preise, Auszeichnungen) komfortabel verwalten und visuell

ansprechend darstellen können und andererseits weil aufgrund der Fülle an messbaren

Parametern (z.B. Herzfrequenz, zurückgelegte Strecke) ausgefeilte und therapiespezifi-

sche Szenarien generiert werden können. Neben Auszeichnungen können noch weitere

Elemente des Gamification, wie z.B. Missionen bzw. Levels, welche durch entsprechend

zu erbringende Leistungen freigeschaltet werden müssen genutzt werden. Ein gutes Bei-

spiel für die Verwendung von Gamification im Kontext von physischer Belastung oder

Anstrengung sind die mobilen Anwendungen aus der Reihe Runtastic, bei welchen der

Nutzer verschiedene Auszeichnungen nach Erfüllung verschiedener Ziele oder Aufgaben

erhält (vgl. Abbildung 2.17a). Diese Auszeichnungen sind untereinander für andere Nut-

zer sichtbar, wodurch diese motiviert werden oder man selbst motiviert wird, das Ziel für

dieselbe Auszeichnung zu erreichen.

•Community: Trotz der nachweislich positiven Effekte einfacher Elemente des Gamifica-

tion, kann die Motivation der Patienten durch die Einrichtung einer Gemeinschaft (sog.

Community) weiter gesteigert werden. Doch solch eine Gemeinschaft ist nicht nur aus mo-

tivationssteigernden Gründen von Vorteil, sie bietet den Patienten untereinander ebenfalls

eine Kommunikationsplattform mittels derer Informationen, Erfahrungen und Tipps aus-

getauscht werden können. Die ausgetauschten Informationen sind von unterschiedlicher

Art. Denkbar sind textuelle Informationen, aber auch Bilder oder Videos von Übungen,

mit welchen Patienten positive Erfahrungen gemacht haben. Mithilfe mobiler Endgeräte,

die über eine nahezu unterbrechungsfreie Internetverbindung verfügen, lassen sich heutzu-

tage lebendige, d.h. stetig mit neuen Inhalten gefüllte, Online-Gemeinschaften realisieren.

Darüber hinaus können auch hier die von den mobilen Endgeräten gesammelten Daten

verwendet werden, um beispielsweise den aktuellen Leistungsstand zu veröffentlichen und

somit vergleichbar zu machen oder eben die gerade durchgeführte Übung (z.B. Ausdau-

erlauf) live für die anderen Patienten sichtbar und verfolgbar zu machen (vgl. Abbildung

2.17b).

2.1 Szenarien

(a) Auszeichnungen (b) Live Tracking (c) Aufgezeichnete Daten

Abbildung 2.17: Funktionen der mobilen Anwendungsreihe Runtastic

•Feedback: Um die Wirksamkeit einer Physiotherapie, aber auch vieler weiterer Thera-

pien, zu gewährleisten, ist es von großen Bedeutung, dass der Therapeut konstruktives

und vor allem korrektes sowie ehrliches Feedback vom Patienten erhält. Das notwendige

Feedback reicht von Empfindungen des Patienten hinsichtlich einer möglichen Verbesse-

rung oder Verschlechterung der Symptome bis hin zu konkreten Daten hinsichtlich der

Durchführung der gestellten Hausaufgaben, wie z.B. die Häufigkeit der Ausführung, die

Intensität der einzelnen Übungen oder der erzielte Fortschritt. Basierend auf diesen nach-

vollziehbaren und detaillierten Informationen ist es dem Therapeuten möglich, einerseits

zu überprüfen, ob die Therapie wirkt oder ob er Anpassungen an der Hausaufgabe bzw.

deren Übungen vornehmen muss. Darüber hinaus ist es möglich, subjektive Eindrücke

des Patienten, wie z.B. die Einschätzung, dass keine positive Entwicklung erkennbar ist,

zu überprüfen und zu hinterfragen. Gerade wenn es darum geht, Übungen sehr häufig,

d.h. mehrmals am Tag und u.U. zu genauen Zeitpunkten, durchzuführen, neigen manche

Patienten dazu, die regelmäßige Durchführung zu vernachlässigen. Gleichzeitig geben sie

aber dem Therapeuten häufig das Feedback, dass sich keine Besserung einstellt und die-

ser dann aufgrund fehlender Informationen einen vermeintlich korrekten und wirksamen

Therapieansatz verändert bzw. beendet. Mobile Endgeräte sind in der Lage, die Durch-

führung der Hausaufgaben zu verfolgen und hierbei relevante Daten zu erfassen. Dies

können wiederum komplexe Daten (z.B. Vitalparameter), aber auch kontextsensitive Da-

ten (z.B. Zeitpunkt und Ort der Durchführung) sein. Diese Daten können dann analysiert

und unmittelbar an den Therapeuten übermittelt werden. Letzterer ist somit stetig über

den aktuellen Status und Fortschritt der Hausaufgabe informiert. Das Feedback muss

aber nicht zwingenderweise aus gemessenen Werten (z.B. Herzfrequenz oder zurückge-

legter Strecke) bestehen, sondern kann auch subjektive Wahrnehmungen des Patienten

beinhalten. Diese müssen dann manuell mittels eines Formulars eingetragen werden.

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

•Ad-hoc-Änderungen: Das vom Patienten zur Verfügung gestellte Feedback führt ggf.

zu einer Anpassung der Hausaufgabe durch den Therapeuten. Diese erfolgt meistens gegen

Ende des darauffolgenden Behandlungstermins unter Verwendung der gewohnten Metho-

den, wie z.B. mündliche Erläuterung durch den Therapeuten oder mittels Illustrationen.

Nun ist es denkbar, dass ein Patient schon bei der ersten Durchführung der Hausauf-

gabe Schwierigkeiten aufgrund einer zu komplexen Übung oder auftretender Schmerzen

hat. Der Patient hat dann mehrere Möglichkeiten, mit der Situation bis zum nächsten

Behandlungstermin umzugehen. Entweder er führt die Hausaufgabe nicht mehr durch

und es geht kostbare Therapiezeit verloren oder er passt die Hausaufgabe selbstständig

ohne Fachkenntnis an und beeinträchtigt somit evtl. deren Wirksamkeit. Mit mobilen

Endgeräten und speziellen mobilen Anwendungen, welche den Patienten bei der Haus-

aufgabe unterstützen, ist es nun denkbar, dass der Therapeut stetig über den aktuellen

Fortschritt und u.U. auftretende Probleme in Kenntnis gesetzt wird. Er ist dann in der

Lage, die Hausaufgabe entsprechend anzupassen, d.h. die Parameter, die zu den Schwie-

rigkeiten oder Schmerzen führen, zu ändern und die neu konfigurierte Hausaufgabe an

den Patienten, bzw. dessen mobiles Endgerät, zu übermitteln. Dadurch können einerseits

die Wirksamkeit der Hausaufgabe garantiert und anderseits negative Effekte durch nicht

fachgerechte Anpassungen durch den Patienten vermieden werden. Darüber hinaus wird

die Bindung zwischen Patient und Therapeut gestärkt, da der Therapeut einen direkten

Einfluss auf die Therapie auch außerhalb des Behandlungszimmers nehmen kann.

2.1.3 Instrumentalunterricht

Sowohl bei der Kognitive Verhaltenstherapie (KVT) (vgl. Abschnitt 2.1.1) als auch bei der

Physiotherapie (vgl. Abschnitt 2.1.2) werden therapeutische Hausaufgaben dazu verwendet,

um die therapeutische Wirksamkeit der verordneten Therapie durch wiederholtes Durchführen

der Maßnahmen in der zur Verfügung stehenden Zeit zwischen den Behandlungsterminen zu

erhöhen. Hausaufgaben werden aber nicht nur im Kontext von Therapien verwendet, sondern

auch in Bildungseinrichtungen, wie beispielsweise Gymnasien oder Universitäten. Trotz ver-

schiedener Studien [Gän08], in welcher der pädagogische Nutzen von Hausaufgaben in Frage

gestellt wird und diese als eine Art pädagogisches Ritual bezeichnet werden, sind diese aus dem

heutigen Schul- und Universitätsleben nicht wegzudenken. Hierbei wird ungeachtet des kontro-

versen Diskurses angenommen, dass Hausaufgaben zwei Kernfunktionen besitzen [HB10]:

1. Didaktisch-methodische Funktion: Diese Funktion der Hausaufgaben wird wei-

ter unterteilt in eine Mechanisierungsfunktion (Einüben von neuem Lernstoff), eine

Übertragungs- und Kontrollfunktion (Überprüfung des neu Gelernten), eine Erweite-

rungsfunktion (Ergänzung der Unterrichtsstunde, Vertiefung) und eine Urkundungs- und

Motivationsfunktion (Unterrichtsvorbereitung).

2. Erzieherische Funktion: Diese Funktion adressiert hauptsächlich die Entwicklung von

Selbstständigkeit und persönlichkeitsstärkenden Haltungen, etwa Arbeitsfreude, Fleiß und

Selbstdisziplinierung. Dabei ist Selbstständigkeit nicht mit selbstbestimmten, d.h. auto-

nomen, Lernen gleichzusetzen. Vielmehr steht das selbstgeregelte Lernen, bei dem Schüler

erlernen Lernvorgänge zu organisieren, im Vordergrund.

Auch Musikschulen machen sich die didaktisch-methodische Funktion von Hausaufgaben bzw.

deren Unterfunktionen, wie beispielsweise die Mechanisierungsfunktion, zunutze, um die im

2.1 Szenarien

Unterricht neu erlernten Techniken einzuüben und zu vertiefen [Ans16]. Gerade das Üben,

Verinnerlichen und Automatisieren von Vorgängen und Techniken, wie zum Beispiel von un-

terschiedlichen Gitarrengriffen, ist beim Erlernen eines Musikinstruments unabdingbar und

äußerst wichtig [Suz94]. Professionelle Musiker haben beispielsweise bis zum vollendeten 20.

Lebensjahr teilweise mehr als 10.000 Übungsstunden absolviert, wobei ein Großteil davon im

Rahmen von Hausaufgaben erfolgt [Spi02].

Bei dem in diesem Abschnitt erläuterten Instrumentalunterricht werden Musikschülern jegli-

chen Alters das Spielen eines Musikinstruments gelehrt (vgl. Abbildungen 2.18a und 2.18b),

wobei dieser Unterricht meist von Musikschulen angeboten wird, deren Verbreitung in Deutsch-

land über die letzten Jahre konstant zugenommen hat (vgl. Abbildung 2.19a).

(a) Einzelunterricht für das Spielen eines Klaviers (b) Gruppenunterricht für das Spielen eines Cellos

Abbildung 2.18: Verschiedene Formen des Instrumentalunterrichts

Dieses stetig wachsende Angebot wird, wie in Abbildung 2.19b dargestellt, von immer mehr

Musikschülern in Deutschland angenommen. Neben Musikschulen wird der Instrumentalunter-

richt aber auch von verschiedenen anderen Institutionen und Personen angeboten. Beispiels-

weise bieten Privatlehrer den Instrumentalunterricht ohne übergeordnete Musikschule an oder

auch allgemeinbildende Schulen. Dabei können verschiedene Unterrichtsformen, wie z.B. der

Einzelunterricht (vgl. Abbildung 2.18a) oder der Gruppenunterricht (vgl. Abbildung 2.18b),

angewandt werden.

(a) Entwicklung der Musikschulen [mus18] (b) Entwicklung der Musikschüler [Mus16]

Abbildung 2.19: Entwicklung der Musikschulen und Musikschüler zwischen 2007 und 2015

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

Um den Aufbau und den Verlauf eines Instrumentalunterrichts näher zu erläutern und zudem

die Verwendung von Hausaufgaben im Rahmen dieses Unterrichts zu verdeutlichen, wird in

diesem Abschnitt exemplarisch und vereinfacht das Erlernen der notwendigen Techniken zum

Spielen einer Tuba gezeigt. Das hier beschriebene Szenario basiert auf verschiedenen Experten-

gesprächen, d.h. auf Aussagen und Informationen, welche bei Gesprächen sowohl mit Musikleh-

rern als auch Musikschülern und deren Eltern, gesammelt und analysiert wurden. Dabei folgt

der hier beschriebene Instrumentalunterricht dem fachspezifischen Teil Tuba des Lehrplans für

Musikschulen [Mus07].

Im Kontext dieses Szenarios wird angenommen, dass eine Musikschülerin im Alter zwischen 10

und 14 Jahren, welche bereits Angebote der elementaren Musikpädagogik (EMP) wahrgenom-

men und verstanden hat sowie die darin vermittelten Inhalte und Fertigkeiten, wie beispielsweise

das Wahrnehmen und Erleben von Musik, anzuwenden weiß. Dies bedeutet, dass die Musikschü-

lerin über ein grundlegendes Verständnis von Musik und Rhythmus verfügt, aber noch keinerlei

Erfahrung im Spielen einer Tuba oder eines anderen Blechblasinstruments besitzt. Daher ist

der hier beschriebene Instrumentalunterricht in die Elementarstufe des in Tabelle 2.3 gezeigten

Lehrplans einzuordnen [Mus07]. Des Weiteren findet der Unterricht wöchentlich in den Räumen

einer Musikschule statt und wird als Einzelunterricht durchgeführt.

Stufe Ziele Inhalte

Elementarstufe Übertragung der Lerninhalte der

elementaren Musikpädagogik

Entwicklung musikalischer Grund-

fertigkeiten

Fokussierung auf allgemeine Zugän-

ge und Inhalte

Erfassen und Ausführen einfacher

Rhythmen

Probieren, Singen, Nachmachen Ausbildung einer grundlegenden

Ansatz- und Atemtechnik

Unterstufe Vermittlung der grundlegenden

technischen Kenntnisse

Atmung & Haltung: Wecken eines

Bewusstseins für den Luftfluss

Erfassen der Literatur der Unterstu-

fe (nach Gehör und Notentext)

Ansatztechnik: Bildung eines stabi-

len Ansatzes

Technische, stilistische und musika-

lische Wiedergabe von Notentext

Rhythmische Schulung: Aufbauende

rhythmische Übungen

Mittelstufe Vertiefung und Festigung der in der

Unterstufe erlernten Fertigkeiten

Atmung, Haltung, Ansatztechnik

und Tonkultur

Selbstständige Interpretation von

musikalischen Zusammenhängen

Artikulation und Phrasierung: Um-

setzen von musikalischen Phrasen

Klassenübergreifendes Musizieren,

Bildung fixer Ensembles

Ornamentik: Anwendung von Ver-

zierungsarten

Oberstufe Erfassen und Erarbeiten von ver-

schiedenen Stilrichtungen

Stilrichtungen: Erarbeitung und

Ausführung versch. Stilrichtungen

Ausbau der Atemschulung mit aus-

drucksvoller Klangwirkung

Ansatz: Tonraumerweiterung und

Klangvolumen

Heranführen der Schüler an ein

selbstständiges Arbeiten

Artikulation und Phrasierung: Be-

herrschung aller Artikulationsarten

Tabelle 2.3: Auszug der Lernziele und Arbeitsinhalte aus dem Lehrplan für Musikschulen - Fachspe-

zifischer Teil Tuba [Mus07]

2.1 Szenarien

2.1.3.1 Involvierte Personen und Akteure

In dem in diesem Abschnitt beschriebenen Szenario eines Tuba Instrumentalunterrichts sind

die folgenden drei verschiedenen Akteure beteiligt:

•Musikschüler: Ein Musikschüler ist eine Person, die an einem von Musikschulen oder

anderen Einrichtungen, wie beispielsweise einer Hochschule, angebotenen Musik- bzw.

Instrumentalunterricht teilnimmt. Dabei ist der Großteil der Musikschüler zwischen 6 und

9 Jahren alt. Aber auch der Anteil an Erwachsenen bleibt laut einer Studie des Verbandes

deutscher Musikschulen aus dem Jahr 2015 mit ungefähr 10% konstant [Mus16]. Im hier

diskutierten Szenario handelt es sich um eine Musikschülerin im Alter zwischen 10 und

14 Jahren ohne Kenntnisse im Umgang mit einer Tuba.

•Musik- bzw. Privatlehrer: Der Begriff Musiklehrer wird meistens im Zusammenhang

mit Personen verwendet, die entweder musikalisches Wissen und Können im schulischen

Musikunterricht oder im außerschulischen Instrumentalunterricht, d.h. außerhalb von Bil-

dungseinrichtungen, vermitteln. Dabei muss dringend zwischen dem Beruf des Musikleh-

rers und einem Privatlehrer unterschieden werden. Bei Letzteren handelt es sich meist

um Berufsmusiker, die nur teilweise über eine pädagogische Ausbildung, etwa einen Ab-

schluss in Instrumentalpädagogik, besitzen [Bus16]. Musiklehrer hingegen besitzen eine

mindestens dreijährige Berufsausbildung an anerkannten Berufsfachschulen oder Musik-

akademien [Bun17a]. Bei dem Lehrer, der im hier beschriebenen Szenario den Instru-

mentalunterricht leitet, handelt es sich um einen Privatlehrer mit mehr als 40 Jahren

Erfahrung als Musiker mit den Instrumenten Posaune, Bariton und Tuba.

•Eltern: Eine wichtige Rolle beim Instrumentalunterricht, vor allem bei Kindern, nehmen

die Eltern bzw. einzelne Elternteile ein. Zum einen begleiten sie die Musikschüler zu Be-

ginn der ersten Unterrichtseinheiten, zum anderen wirken sie motivierend auf die Musik-

schüler ein, sodass diese die wiederkehrenden Hausaufgaben gewissenhaft und pünktlich

durchführen. Dabei geht es nicht darum, die Musikschüler während der Durchführung

der Hausaufgabe explizit zu kontrollieren bzw. zu beaufsichtigen. Dies erwies sich, wie

eine Untersuchung im Kontext von schulischen Hausaufgaben zeigt, als kontraproduktiv

[TB+01].

2.1.3.2 Ablauf

Um die Vorgehensweise und den Ablauf eines Instrumentalunterrichts zu verdeutlichen, wird

nun genauer auf die einzelnen Aktivitäten, Schritte und Phasen eingegangen. Abbildung 2.20

stellt exemplarisch und basierend auf Informationen aus Experteninterviews dar, welche Akti-

vitäten in welcher Reihenfolge im Rahmen eines Instrumentalunterrichts durchgeführt werden.

Darüber hinaus zeigt Abbildung 2.20, an welchen Orten und unter Verwendung welcher Hilfs-

mittel und Materialien die einzelnen Aktivitäten durchgeführt werden.

Während der ersten Unterrichtseinheit im Unterrichtsraum einer Musikschule lernen sich Pri-

vatlehrer und Musikschülerin zunächst einmal kennen. In den ersten Minuten der Unterrichts-

einheit ist auch ein Elternteil zugegen, um die junge Musikschülerin positiv zu unterstützen

und mögliche Hemmungen und Berührungsängste von Seiten der Musikschülerin schnellstmög-

lich abzulegen. Neben dem persönlichen Kennenlernen erfährt der Privatlehrer einerseits den

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

aktuellen Kenntnisstand der Musikschülerin, wie beispielsweise deren Wissensstand zu ver-

schiedenen Ton- oder Taktarten, andererseits überprüft er bereits vorhandene Fertigkeiten, wie

beispielsweise das Halten eines Rhythmus.

Abbildung 2.20: Ablauf des Instrumentalunterrichts

Im nächsten Schritt werden technische Informationen zur Tuba sowie erste elementare Techni-

ken, etwa das Buzzing (engl. lautmalerisch für “Summen”) [Bai76], erläutert. Die technischen

Informationen sind notwendig, um der Musikschülerin ein grundlegendes Verständnis für die

Funktionsweise einer Tuba und die korrekten Fachbegriffe (vgl. Abbildung 2.21a 1

○) zu ver-

mitteln. Das Buzzing hingegen ist eine erste wichtige Übung, welche aber ohne das eigentliche

Instrument stattfindet. Hierbei ist das Ziel, definierte Geräusche und Töne mit den Lippen und

später in Kombination mit dem Mundstück der Tuba zu erzeugen (vgl. Abbildung 2.21a 2

○).

Dazu kommt im weiteren Verlauf des Instrumentalunterrichts ein Begleit- bzw. Übungsbuch

zum Einsatz, dessen Inhalt (z.B. Rhythmusübungen oder Griff-Tabellen) sowohl den Privatleh-

rer als auch die Musikschülerin im Unterricht unterstützen (vgl. Abbildung 2.21).

Im letzten Teil der ersten Unterrichtseinheit widmet sich der Privatlehrer der Erläuterung der

Hausaufgabe und speziell den einzelnen Übungen, welche die Musikschülerin in der Zeit zwi-

schen den Unterrichtseinheiten durchführen soll. Neben den Aufgaben und Zielen sowie der

Reihenfolge der jeweiligen Übung, gibt der Privatlehrer die Übungsfrequenz innerhalb einer

Hausaufgabe vor, d.h. er legt fest wie oft die Übung wiederholt werden soll. Ebenso gibt er eine

Übungsdauer vor, d.h. er legt fest wie lange diese durchgeführt werden soll.

In der Zeit zwischen den Unterrichtseinheiten führt die Musikschülerin die Hausaufgabe und

die darin enthaltenen Übungen täglich und in der vom Privatlehrer vorgegebenen Dauer und

Häufigkeit durch. Im hier beschriebenen Szenario bedeutet dies beispielsweise, dass die Auf-

wärmübung (vgl. Abbildung 2.21b 1

○) genau ein Mal für jeweils 10 Minuten und vor der

Übung Fingergymnastik (vgl. Abbildung 2.21b 2

○) erfolgen muss, welche 3 Mal für jeweils 5

Minuten wiederholt werden soll. Hierbei nutzt sie wie während der Unterrichtseinheit in den

Unterrichtsräumen der Musikschule das Begleit- und Übungsbuch und zusätzlich die beiliegende

Begleit-CD. Die darauf enthaltenen Inhalte dienen sowohl als Vorlage für die Übung (z.B. Ab-

spielen eines entsprechenden Rhythmus) als auch als Kontrolle, mit welcher die Musikschülerin

subjektiv überprüfen kann, ob sie die Übung korrekt durchgeführt hat. Neben der Begleit-CD

kommen auch andere externe Hilfsmittel, etwa ein Metronom oder eine digitale Stimmhilfe, zum

Einsatz. Wie Abbildung 2.21b 3

○zeigt, kann die Übung Fingergymnastik außerdem hinsichtlich

des Schwierigkeitsgrades angepasst werden.

2.1 Szenarien

(a) Illustration zu technischen Aspekten der Tuba und

Buzzing [Kas07]

(b) Aufwärmübungen und Fingergymnastik mit unter-

schiedlichem Schwierigkeitsgrad [Kas07]

Abbildung 2.21: Auszüge aus dem Übungsbuch Schule für Tuba - Hören, lesen & spielen Teil 1

Bei der nächsten Unterrichtseinheit, welche meist im Wochenrhythmus stattfindet, wärmt sich

die Musikschülerin zunächst auf. Dazu führt sie beispielweise Atemübungen durch und spielt

sich für den Unterricht ein. Nach diesen ca. 3 Minuten wird die Hausaufgabe überprüft, indem

die Musikschülerin die einzelnen Übungen durchführt und der Privatlehrer diese auf deren Kor-

rektheit hin überprüft. Dabei übt der Privatlehrer konstruktive Kritik, d.h. er zeigt Fehler oder

Ungenauigkeiten auf und erläutert Möglichkeiten zur Verbesserung. Darüber hinaus ist es für

den Privatlehrer äußerst wichtig zu erfahren, ob sich die Musikschülerin bei der Bewältigung

der Hausaufgabe überfordert fühlte oder ob sie aus ihrer Sicht die Übungen mit wenig Mü-

he durchführen konnte. Daraus und aus der Information wie oft die Hausaufgabe durchgeführt

wurde, lässt sich anschließend einschätzen, ob der vom Privatlehrer gewählte Schwierigkeitsgrad

der einzelnen Übungen adäquat hinsichtlich der Kenntnisse und Fertigkeiten der Musikschüle-

rin oder aber nicht angemessen war. Im Anschluss an diese ca. 7 Minuten andauernde Phase

wird dazu übergegangen, weitere neue Techniken zu vermitteln bzw. zu erlernen. Hierbei wählt

der Privatlehrer neue oder aber auch schon für die Musikschülerin bekannte Übungen, welche

dann hinsichtlich des Schwierigkeitsgrades angepasst werden, sodass diese den Fertigkeiten der

Musikschülerin genügen. Nachdem die neuen Techniken vermittelt wurden, erläutert der Pri-

vatlehrer der Musikschülerin die neue Hausaufgabe. Hierbei werden Übungen spezifiziert, deren

Ziel es einerseits ist, die neu erlernten Techniken einzuüben, d.h. entsprechend der Mechani-

sierungsfunktion von Hausaufgaben, andererseits bereits vorhandene Fertigkeiten zu vertiefen,

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

d.h. entsprechend der Erweiterungsfunktion von Hausaufgaben. Hierbei werden wiederum je-

weils die Übungsdauer und die Übungsfrequenz genau definiert.

2.1.3.3 Eigenschaften und Besonderheiten

Das Szenario des Instrumentalunterrichts beinhaltet verschiedene Eigenschaften und Besonder-

heiten hinsichtlich dem Umgang mit Hausaufgaben und im Speziellen deren Übungen. Diese

wurden einerseits von den Musiklehrern während verschiedener Experteninterviews explizit er-

wähnt und andererseits durch Analysen im Anschluss an die Interviews extrahiert.

•Lokalität: Bei der Durchführung der Hausaufgabe bzw. deren Übungen besteht im Kon-

text des Instrumentalunterrichts keine signifikante Relevanz zwischen der Lokalität, d.h.

dem Ort, an dem die Hausaufgabe durchgeführt wird, und deren Wirksamkeit. Dies bedeu-

tet, dass der Musikschüler theoretisch für jede Hausaufgabe, aber auch für jede einzelne

Übung, selbst entscheiden kann, an welchem Ort er diese erledigt. In der Praxis ist es

allerdings so, dass die Lokalität nur selten verändert wird, da aufgrund des Formfaktors

oder der Größe des Instruments eine örtliche Anpassung nur mit großem Aufwand möglich

ist.

•Uhrzeit: Wie bei der Lokalität spielt die genaue Uhrzeit, wann die Hausaufgabe durch-

geführt wird, eine untergeordnete Rolle beim Instrumentalunterricht. Dies wiederum

bedeutet, dass der Musikschüler die Uhrzeit im Rahmen der gesetzlichen Bestimmungen,

wie z.B. Ruhezeiten, selbst wählen kann. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die

Konzentrations- und Leistungsfähigkeit nicht zu jeder Uhrzeit gleich sind und somit

ein eingeschränkter Zusammenhang zwischen der Uhrzeit, der Durchführung und der

Effizienz der Hausaufgabe besteht.

•Schwierigkeitsgrad & Intensität: Der Schwierigkeitsgrad der einzelnen Übungen im

Kontext des Instrumentalunterrichts hängt von unterschiedlichen Faktoren ab. Beispiels-

weise kann die Anpassung des Tempos von Adagio16 zu Allegro17, in welchem eine Übung

erfolgen soll, den Schwierigkeitsgrad deutlich erhöhen. Letzterer wird durch den Musik-

oder Privatlehrer bei der genauen Definition der Hausaufgabe bzw. deren Übungen fest-

gelegt. Die dynamische Anpassung des Schwierigkeitsgrads ist nur eingeschränkt möglich,

da nahezu keine objektive Möglichkeit besteht, zu bestimmen, ob die Qualität der Durch-

führung oder allgemein die Kriterien erfüllt sind, um einen höheren bzw. niedrigeren

Schwierigkeitsgrad zu erlauben bzw. notwendig zu machen. Daher ist eine oft verwendete

Herangehensweise in der Praxis, dass auf die subjektive Wahrnehmung des Musikschülers

zurückgegriffen wird und der Musiklehrer weniger präzise Kriterien definiert, wie z.B.

„Wenn du dich sicher fühlst, dann. . .“ oder „Wenn das noch zu schnell ist, dann...“. Eine

eigenständige Adjustierung des Schwierigkeitsgrads durch den Musikschüler ist möglich,

führt aber unter Umständen zu einer unerwünschten Demotivation aufgrund von fehlen-

den positiven Resultaten, wie z.B. das erfolgreiche Nachspielen eines Liedes in Allegro.

•Übungsfrequenz: Die Frequenz, in welcher die gesamte Hausaufgabe, aber auch jede

einzelne Übung, durchzuführen ist, wird ebenfalls vom Musiklehrer im Instrumentalun-

terricht spezifiziert. Dies kann einerseits bedeuten, dass er eine konkrete Anzahl an Wie-

16langsam, ruhig

17schnell, munter, fröhlich

2.1 Szenarien

derholungen vorgibt, andererseits, dass er diese von der subjektiven Wahrnehmung des

Musikschülers abhängig macht, indem er wiederum weniger präzise Kriterien formuliert,

wie z.B. „Wiederhole die Übung solange bis du dich sicher fühlst“ oder „Übe diese Tech-

nik solange bis du keine Fehler mehr machst“. Dies bedeutet, dass die Adjustierung der

Übungsfrequenz im Rahmen der Hausaufgabe einzig durch den Musikschüler selbst statt-

findet. Die Herausforderung ist einzuschätzen, ob die Kriterien für mehr oder weniger

Wiederholungen erfüllt sind, da es nicht ohne Weiteres möglich ist, die hierfür notwen-

digen Informationen präzise zu bestimmen. Eine eigenständige Anpassung der Übungs-

frequenz ohne Rücksicht auf definierte Kriterien ist ebenfalls möglich. Hierbei ist aber

zu beachten, dass sich eine Verringerung der Anzahl an Wiederholungen meist negativ

auf die Wirksamkeit der Hausaufgabe auswirkt, da dann die Mechanisierungsfunktion der

Hausaufgabe nur eingeschränkt greift.

•Übungsdauer: Die Dauer der einzelnen Übungen und somit die Gesamtdauer der Haus-

aufgabe wird ebenfalls vom Musiklehrer während des Instrumentalunterrichts bestimmt.

Hierbei ist es möglich, die Dauer mittels einer expliziten Zeitangabe zu definieren, wie es

in der Abbildung 2.20 dargestellt wird, oder implizit durch eine entsprechende Angabe der

Übungsfrequenz. Hierbei ist zu beachten, dass unter Umständen die Wirksamkeit einer

Übung, deren Dauer mit einer expliziten Zeitangabe spezifiziert wurde, nicht identisch ist

mit jener, die durch Angabe einer Wiederholrate definiert wurde. Dies liegt daran, dass

bei der Wiederholung der Übung eine nicht näher spezifizierte Pause eingelegt und durch

Regeneration die weitere Konzentrationsfähigkeit gesteigert wird [Mün16].

•Hilfsmittel: Neben dem eigentlichen Musikinstrument, welches für die Hausaufgabe

verwendet wird, kommen meist auch andere Hilfsmittel zum Einsatz, um den Musik-

schüler einerseits bei der Durchführung der Übungen zu unterstützen und andererseits

die Wirksamkeit der Hausaufgabe zu erhöhen. Zur Unterstützung kommt beispielsweise

ein Begleitbuch (vgl. Abbildungen 2.21a und 2.21b) oder eine Begleit-CD zum Einsatz.

Diese enthalten nützliche Tipps und Ratschläge sowie die eigentlichen Beschreibungen

der Übungen (vgl. Abbildung 2.21b 1

○). Darüber hinaus werden verschiedene technische

Hilfsmittel verwendet, um die Übungen sowohl effizienter zu gestalten als auch deren

Ausführung zu kontrollieren. Beispielsweise wird ein Metronom (vgl. Abbildung 2.22a)

verwendet, um das Tempo vorzugeben, in welchem die Übung gespielt werden soll. Das

digitale Stimmgerät (vgl. Abbildung 2.22b) hingegen kann sowohl zur Unterstützung als

auch Kontrolle eingesetzt werden, indem beispielsweise ein Ton in einer bestimmten Fre-

quenz vorgegeben ist und dieser vom Musikschüler nachgespielt werden soll. Mittels eines

solchen Hilfsmittels ist es dem Musikschüler möglich, seine Leistung bzw. sein Können zu

messen und gegebenenfalls durch Anpassung der Wiederholrate (vgl. Frequenz) oder des

Schwierigkeitsgrads, die Effizienz seiner Hausaufgabe zu optimieren.

•Überwachung & Feedback: Eine Überwachung der Hausaufgabe durch den Musik-

lehrer oder ein kontinuierliches Bereitstellen von Feedback seitens des Musikschülers ist

aktuell nicht bzw. nur mit großem Aufwand möglich. Beispielsweise wäre es denkbar, dass

die durchgeführte Übung aufgezeichnet wird (als Audio- oder Videodatei) und anschlie-

ßend mit subjektiven Eindrücken (z.B. adäquater Schwierigkeitsgrad, Resultat entspricht

den Erwartungen des Musiklehrers, etc.) an den Musiklehrer übermittelt wird. Solch

ein Vorgehen wird aber aufgrund des hohen zeitlichen und technischen Aufwands in der

Praxis nicht angewandt. Daraus resultiert, dass Anpassungen, welche versprechen die

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

Effizienz der Hausaufgabe zu erhöhen oder zumindest zu erhalten, erst in der nächsten

Unterrichtseinheit erfolgen können. Dies führt wiederum dazu, dass die Zeit zwischen den

Unterrichtseinheiten nicht optimal genutzt wird und sich dadurch unter Umständen die

Gesamtzeit des Instrumentalunterrichts verlängert. Zudem kann eine fehlende Anpassung

der Hausaufgabe, beispielsweise durch Anpassung eines zu hohen Schwierigkeitsgrads, zur

Demotivation des Musikschülers führen.

(a) Mechanisches Metronom [met18] (b) Digitales Metronom und Stimmgerät [sti18a]

Abbildung 2.22: Technische Hilfsmittel zur Durchführung der Hausaufgabe

2.1.3.4 Optimierungsmöglichkeiten durch den Einsatz mobiler Endgeräte

Im Szenario eines Instrumentalunterrichts, in dem eine Musikschülerin durch einen Privatlehrer

das Spielen der Tuba erlernt, wird bisher nahezu vollständig auf die Unterstützung durch mo-

derne mobile Endgeräte und somit auch durch mobile Anwendungen verzichtet. Ein ähnliches

Bild zeichnet sich generell für den Unterricht anderer Instrumente ab, da auch hier auf die

etablierten Lehrmethoden, wie beispielsweise die Verwendung eines Begleit-bzw. Übungsbuchs

(vgl. Abbildung 2.21) oder das Überprüfen der Hausaufgabe zu Beginn der Unterrichtseinheit,

zurückgegriffen wird. Dabei ist es keinesfalls so, dass keine mobilen Anwendungen für den In-

strumentalunterricht existieren. Dies sind meist aber spezifische Anwendungen, deren Fokus

nicht auf der Gesamtheit der Hausaufgabe und deren effizienten Durchführung liegt, sondern

auf der Unterstützung beim Erlernen einer bestimmten Eigenschaft [Kre17]:

•Tempo: Zum Erlernen der verschiedenen Tempi, in welchen ein Stück gespielt werden

kann, sowie zum Üben einen Takt adäquat zu halten, existieren mobile Anwendungen,

wie z.B. Pro Metronome18 (vgl. Abbildung 2.23b) oder Metronome: Tempo19.

•Intonation: Eine Trainingshilfe zur korrekten Intonation für verschiedene Musikinstru-

mente, wie z.B. Blas- oder Zupfinstrumente, ist die mobile Anwendung Intunator20 (vgl.

Abbildung 2.23a). Diese analysiert den gespielten Ton mittels des im mobilen Endgerät

eingebauten Mikrofons und gibt diesen korrekt intoniert auf dem Lautsprecher oder einem

Kopfhörer wieder.

•Notenlesen: Eine elementare Eigenschaft beim Erlernen eines Musikinstruments ist ne-

ben dem eigentlichen Spielen von Tönen das korrekte Lesen von Noten. Auch hierzu finden

18https://itunes.apple.com/de/app/pro-metronome-das-profi-metronom/id477960671?mt=8

19https://play.google.com/store/apps/details?id=com.frozenape.tempo

20https://itunes.apple.com/de/app/intunator/id994833079?mt=8

2.1 Szenarien

sich in den Appstores verschiedene mobile Anwendungen, welche die Musikschüler beim

Erlernen unterstützen. Hierzu gehört beispielsweise Mozart 2 Pro21.

•Gehörbildung: Unter dem Begriff der Gehörbildung versteht man den Schulungspro-

zess des Gehörs, bei welchem dieses trainiert wird Intervalle, Tonhöhen und Rhythmen

bestimmen zu können. Hierfür werden verschiedene mobile Anwendungen zur Unterstüt-

zung angeboten, wie beispielweise Better Ears - Gehörbildung22 (vgl. Abbildung 2.23c)

oder Ear Trainer23.

(a) Intunator (b) Pro Metronome (c) Better Ears

Abbildung 2.23: Screenshots von mobilen Anwendungen für den Instrumentalunterricht

Mobile Endgeräte sind heutzutage in der Lage, nicht nur spezifische Eigenschaften zu unter-

stützen, sondern sie ermöglichen zudem eine ganzheitliche Unterstützung des Instrumentalun-

terrichts. Einige Aspekte einer solchen ganzheitlichen Unterstützung und ihre Vorteile werden

im Folgenden erläutert:

•Digitale Hilfsmittel: Wurden bisher meist analoge Hilfsmittel bei der Unterstützung

von Hausaufgaben verwendet, wie ein Übungs- bzw. Begleitbuch (vgl. Abbildung 2.21)

oder klassisches Metronom (vgl. Abbildung 2.22a), bieten moderne mobile Enderäte

weitaus komplexere Möglichkeiten der Informationsdarstellung und Interaktion. Diese

sind in der Lage, digitale Dokumente, deren Inhalte vom Nutzer editiert bzw. annotiert

werden können, wie z.B. PDF-Dokumente, anzuzeigen oder Videos mit Erklärungen und

Hilfestellungen abzuspielen. Letztere können dabei lokal, d.h. auf dem mobilen Endge-

rät, gespeichert sein, oder von den bekannten Online-Plattformen (z.B. Youtube oder

Vimeo) bezogen werden. Darüber hinaus bieten moderne mobile Endgeräte die Möglich-

21https://itunes.apple.com/de/app/mozart-2-pro/id1049822737?mt=8

22https://play.google.com/store/apps/details?id=de.appsolute.betterearspremium

23https://itunes.apple.com/de/app/ear-trainer/id358733250?mt=8

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

keit, verschiedene Hilfsmittel, wie beispielweise ein Metronom oder ein Stimmgerät, zu

kombinieren und zu integrieren, sodass diese komfortabel genutzt werden können.

•Sensorik und Ad-hoc-Feedback: Mithilfe der in modernen mobilen Endgeräten ein-

gebauten Sensoren, etwa dem Mikrofon, ist es möglich, die Hausaufgabe bzw. die aktuell

durchzuführende Übung aufzuzeichnen und zu analysieren. Basierend auf den Ergebnissen

der Analyse kann dann dem Musikschüler ein Ad-hoc-Feedback gegeben werden, ob er die

Übung korrekt durchgeführt hat oder welche Änderungen notwendig sind, falls dies nicht

der Fall war. Dieses Feedback kann hierbei im Anschluss an die Übung oder während der

Durchführung in Echtzeit erfolgen. So kann ein Musikschüler nach Beendigung der Übung

darüber informiert werden, dass das Tempo zu hoch war, oder aber noch während der

Durchführung, um dieses entsprechend anzupassen. Dieses Ad-hoc-Feedback kann dem

Musikschüler relativ einfach durch Anzeige der Information auf dem Display des mobilen

Endgeräts dargestellt werden. Es ist auch denkbar, andere Aktoren des mobilen End-

geräts, etwa den Lautsprecher oder die Vibrationskomponente, zu verwenden. Letztere

könnte bewirken, dass der Musikschüler nicht die Konzentration auf die Noten verliert.

•Planung und Erinnerungen: Eine große Herausforderung bei der effizienten Gestal-

tung eines Instrumentalunterrichts und der konsequenten Einhaltung und Durchführung

der gestellten Hausaufgaben ist deren Planung, etwa die Festlegung zu welcher Uhrzeit

oder an welchem Ort diese durchgeführt werden soll. Dieser Hausaufgabenplan kann dann

in die bevorzugte Kalender-Anwendung des Musikschülers integriert werden. Ist solch ei-

ne Planung vorab durchgeführt worden, bieten mobile Endgeräte die Möglichkeit, den

Nutzer, in diesem Fall den Musikschüler, mithilfe sog. Notifications an die anstehende

Hausaufgabe zu erinnern. Dabei erhält der Musikschüler eine spezifische Nachricht, wel-

che die geplante Uhrzeit und eine kurze Beschreibung der Hausaufgabe enthält. Neben

dem Vorteil für den Musikschüler, an die Hausaufgabe erinnert zu werden, besteht die

Möglichkeit, sein Verhalten hinsichtlich der konsequenten Durchführung der Hausaufga-

be zu analysieren und diese Information dem Musiklehrer zur Verfügung zu stellen. Dies

ermöglicht Letzterem, Rückschlüsse auf den aktuellen Ausbildungs- bzw. Leistungsstand

des Musikschülers zu ziehen.

•Fortschritt: Ein wichtiger Aspekt bei der konsequenten und regelmäßigen Durchführung

der Hausaufgaben im Rahmen des Instrumentalunterrichts ist die Motivation des Musik-

schülers, sich zu verbessern. Dazu ist es wichtig, dass er Einblick in seinen persönlichen

Fortschritt über einen definierten Zeitraum erhält. Beispielsweise kann die Erfolgs- bzw.

Fehlerrate bei der Durchführung einer bestimmten Übung aufgezeichnet und diese dem

Musikschüler zur Verfügung gestellt werden. Bei einer erkennbar sinkenden Fehlerrate ist

er u. U. weiterhin motiviert, diesen Wert zu minimieren. Neben dem Musikschüler, der

von einem erkennbaren Fortschritt profitiert, ist diese Information auch für den Musik-

lehrer äußerst wichtig, da er darauf aufbauend die weiteren Hausaufgaben und Übungen

bzw. deren Schwierigkeitsgrad ausrichten kann. Um dies zu ermöglichen, ist es notwendig,

alle relevanten Daten (z.B. Audio-Samples) daraufhin zu prüfen, ob das Tempo inner-

halb der Übung gehalten wurde oder Bewegungsdaten, um nachzuvollziehen, ob sich der

Musikschüler ruckartig bewegt. All diese Informationen können mit modernen mobilen

Endgeräten, bzw. den darin verbauten Sensoren erfasst und ausgewertet werden.

•Gamification: Neben der Anzeige eines individuellen Fortschritts eignen sich zudem

wieder Konzepte des Gamification [DDKN11]. Hierbei werden verschiedene, aus Spielen

2.1 Szenarien

bekannte Ansätze und Methoden dazu verwendet, den Musikschüler zu motivieren, die

ihm gestellten Hausaufgaben regelmäßig durchzuführen. Beispielsweise können für ver-

schiedene Übungen unterschiedliche Level kreiert werden, wobei höhere Level erst nach

Abschließen des vorherigen Levels erreicht werden können. Die Kriterien, welche für das

erfolgreiche Abschließen eines Levels herangezogen werden, können dabei unterschiedli-

cher Natur sein, wie z.B. das fünfmalige korrekte Nachspielen einer Strophe. Ein weiteres

Konzept ist die Vergabe von Preisen oder Abzeichen, welche der Musikschüler abhängig

von den definierten Kriterien erhält. Diese Badges können allgemein gehalten werden,

wie bei der Vergabe von Medaillen, oder themenspezifisch, etwa das Abzeichen Flinker

Finger für gute Leistungen bei verschiedenen Tempo-Übungen. Auch für die Verwen-

dung von Gamification ist es notwendig, relevante Daten mithilfe mobiler Endgeräte zu

sammeln und diese auszuwerten, um zu prüfen, ob die für das Gamification relevanten

Kriterien erfüllt wurden. Des Weiteren bieten mobile Endgeräte bzw. deren mobile An-

wendungen die Möglichkeit, Levels, Preise und Auszeichnungen zu archivieren, sodass mit

einem langanhaltenden Effekt zu rechnen ist.

Abbildung 2.24: Themen- bzw. Kontextabhängige grafische Auszeichnungen [bad18]

•Feedback: Nicht nur das bereits erwähnte Ad-hoc-Feedback, das der Musikschüler wäh-

rend oder im Anschluss an die Durchführung einer Übung erfährt, kann mithilfe mobiler

Endgeräte realisiert und zur Verfügung gestellt werden. Ein weiteres wichtiges Feedback

richtet sich an den Musiklehrer, welcher basierend auf den übermittelten Informationen

den eigentlichen Instrumentalunterricht und vor allem die Hausaufgaben deutlich zielge-

richteter und dadurch effizienter gestalten kann. Dieses Feedback erhält er nicht wie bisher

entweder explizit in mündlicher Form oder implizit durch Überprüfung der Hausaufgabe

beim nächsten Musikunterricht, sondern umgehend, d.h. noch während die Hausaufgabe

durchgeführt wird oder im Anschluss. Hierbei ist das mobile Endgerät sowohl für das

Erfassen aller relevanten Informationen als auch deren Aufbereitung und anschließen-

de Übermittlung an der Musiklehrer verantwortlich. Solch eine Lösung ermöglicht dem

Musiklehrer schnellstmöglich und effizient auf einen beispielsweise zu hohen Schwierig-

keitsgrad einer Übung zu reagieren, diesen entsprechend anzupassen und die Anpassung

an den Musikschüler zurück zu übermitteln. Darüber hinaus steigert solch eine Feedback-

Funktion nicht nur die Effizienz der Hausaufgabe, sondern ggf. auch jene des Präsenz-

bzw. Musikunterrichts, da eine zeitintensive Überprüfung der Hausaufgabe nicht mehr

zwingend notwendig ist.

•Community: Ein weiterer, nicht zu vernachlässigender Aspekt bei der Verwendung mobi-

ler Endgeräte im Instrumentalunterricht ist die Möglichkeit, eine Community zu erstellen

bzw. anzubieten, in welcher sich Gleichgesinnte, d.h. im vorliegenden Fall Musikschüler,

untereinander austauschen, motivieren und vergleichen können. Gerade das Vergleichen

untereinander fördert die Motivation, da vermeintlich schlechter eingestufte Nutzer bzw.

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

Musikschüler angeregt werden, sich zu verbessern, wohingegen besser bewertete Nutzer ein

Interesse daran haben, ihren Vorsprung zu behalten. Hierbei bietet sich eine Art Ranglis-

te an, die ähnlich zu anderen Bereichen (z.B. Sport) den aktuellen Leistungsstand im

Vergleich zu den anderen in der Community befindlichen Personen wiedergibt. Auch hier

ist es notwendig, das vergleichbare Attribute gefunden werden, etwa die Fehlerrate über

bestimmte Übungen hinweg. Um diese Attribute und Informationen zur Verfügung zu

stellen, können wiederum mobile Endgeräte mit den verschiedenen eingebauten Sensoren

alle relevanten Daten sammeln, auswerten und der Community bereitstellen.

•Ad-hoc-Anpassungen: Wie erwähnt, ist ein wichtiger Aspekt in Bezug auf die effiziente

Durchführung von Hausaufgaben, dass diese individuell an die Bedürfnisse des Einzelnen

angepasst sind. Dies bedeutet umgekehrt, dass der Erfolg einer Hausaufgabe nicht garan-

tiert ist, falls die jeweiligen Übungen, d.h. deren Komplexität oder deren Schwierigkeits-

grad, nicht an den aktuellen Leistungsstand des Schülers angepasst sind. Mit der bereits

erläuterten Funktionsvielfalt mobiler Endgeräte bzw. deren mobilen Anwendungen, ist es

möglich, dass der Musiklehrer basierend auf den vom Musikschüler zur Verfügung gestell-

ten Daten (vgl. Abschnitt Ad-hoc-Feedback), jede einzelne Übung optimal und individuell

noch während der Durchführung der Hausaufgabe anpassen kann. Dies muss nicht unbe-

dingt bedeuten, dass diese noch während der aktuellen Durchführung angepasst werden,

aber zumindest bis zur nächsten. Damit kann verhindert werden, dass eine unzureichende

Übung mehrfach wiederholt wird und somit einerseits kostbare Zeit verschwendet wird

und sich andererseits anstatt einer positiven Entwickling eine negative einstellt. Beispiels-

weise ist es denkbar, dass der Musikschüler aufgrund eines zu hohen Schwierigkeitsgrades

eine falsche Technik anwendet, um die Übung trotzdem zu meistern. Auf der einen Seite

schmälert dies den Lernerfolg sichtbar, auf der anderen Seite kostet es oft sehr viel Zeit

und Fleiß, eine falsch erlernte Technik durch eine korrekte zu ersetzen.

2.2 Generalisierung

Die drei verschiedenen in Abschnitt 2.1 erläuterten Szenarien weisen unterschiedlichste Eigen-

schaften und Anforderungen hinsichtlich der Verwendung therapeutischer Hausaufgaben auf,

die mittels adäquater und spezifisch entwickelter mobiler Anwendungen unterstützt werden kön-

nen. Eine solch vorherrschende domänenübergreifende Heterogenität an Eigenschaften stellt für

eine technische Unterstützung durch mobile Endgeräte eine große Herausforderung dar, da eine

generische Lösung, die sowohl die drei gezeigten als auch weitere sich davon unterscheidende

Szenarien bzw. Therapien bestmöglich unterstützen soll (z.B. Ergotherapie oder spezifischer

Unterricht im schulischen Umfeld) sehr herausfordernd ist.

Um solch eine generische Lösung zu realisieren bzw. ein adäquates Konzept hierfür zu entwi-

ckeln, gilt es zunächst, die dafür relevanten Abläufe, d.h. insbesondere jene, welche sich mit der

Verwaltung, Zuteilung, Durchführung und Analyse von Hausaufgaben beschäftigen, zu genera-

lisieren. Dies bedeutet, gleiche bzw. ähnliche Abläufe und Eigenschaften szenarienübergreifend

zu identifizieren, dabei mögliche Herausforderungen für eine technische Lösung abzuleiten, um

anschließend darauf basierend, die notwendigen funktionalen und nicht-funktionalen Anforde-

rungen zu definieren.

2.2 Generalisierung

Abbildung 2.25 zeigt dazu die identifizierte und aus den beiden therapeutischen Szenarien

abgeleitete generalisierte Prozedur der therapeutischen Hausaufgabennutzung, d.h. deren Er-

läuterung, Zuteilung und Anpassung auf Seiten des Therapeuten sowie die Durchführung auf

Seiten des Patienten. Im Folgenden werden die einzelnen Aktivitäten innerhalb dieser Prozedur

kurz erläutert und diskutiert.

Außerhalb der

Therapiesitzung

Während der

Therapiesitzung

Beginn

Anamnese

Diskussion &

Erläuterung

der Hausaufgabe

Zuteilung

der Hausaufgabe

Analyse &

Anpassung

der Hausaufgabe

Feedback

zur Hausaufgabe

Hausaufgabe

hilfreich?

Hausaufgabe

noch notwendig?

Nein

Ende

Nein

Erinnerung an

Aktivitäten und

Anweisungen

Durchführung

der Hausaufgabe

Die potentielle Hausaufgabe

wird mit dem Patienten

ausführlich disktutiert. Dabei

werden die einzelnen

Aktivitäten vom Therapeuten

bestmöglich erläutert und

vorgeführt.

Die einzelnen Aktivitäten der

Hausaufgabe werden mit ihren

Eigenschaften (z.B. Häufigkeit,

Dauer, etc.) endgültig

spezifiziert und vom

Therapeuten zugeteilt.

Der Therapeut analysiert das

Patienten-Feeback und passt

ggf. seine Strategien und

Methoden sowie die nächste

Hausaufgabe entsprechend

seiner Erkenntnisse an.

Bei jeder Durchführung der

Aktivitäten muss sich der

Patient zunächst an all deren

Details und Abläufe erinnern,

um die Aktivitäten

anschließend korrekt

durchzuführen.

Der Patient berichtet dem

Therapeuten über seine

Erfahrungen oder

Vorkommnisse bei der

Durchführung der Hausaufgabe

in Form eines

Patienten-Feedbacks.

Der Patient führt die

Aktivitäten nach bestem

Wissen durch und sammelt

dabei Erfahrungen und

Eindrücke (z.B. Auftretender

Schmerz, etc.).

Die Anamnese findet nur in

der ersten Therapiesitzung

statt. Auf deren Basis

entscheidet der Therapeut über

den Einsatz therapeutischer

Hausaufgaben.

Nach Einholen des

Patienten-Feedbacks

entscheidet der Therapeut, ob

eine weitere Hausaufgabe für

die Wirksamkeit der

Intervention notwendig ist.

Abbildung 2.25: Generalisierte Prozedur der Hausaufgabennutzung im therapeutischen Umfeld

Zu Beginn jeder Therapie, d.h. in der ersten Therapiesitzung, wird durch den Therapeuten eine

Anamnese erstellt, auf deren Grundlage dieser die ihm zur Verfügung stehenden therapeutischen

Interventionen und Strategien wählt, mit deren Hilfe eine effiziente und wirksame Behandlung

des Patienten möglich wird. Im Anschluss daran entscheidet er entweder explizit oder implizit,

d.h. vorgegeben durch die gewählte Strategie, ob für eine wirksame Behandlung des Patienten

therapeutische Hausaufgaben im Rahmen der Therapie eingesetzt werden sollen. Ist dies nicht

der Fall, endet die in Abbildung 2.25 dargestellte Prozedur.

Sollen hingegen therapeutische Hausaufgaben konsequent und kontinuierlich eingesetzt werden,

werden sie innerhalb einer Therapiesitzung dem Patienten ausführlich und dadurch teils sehr

zeitaufwändig erläutert. Diese Erläuterung findet weitestgehend mündlich statt, wobei zum

besseren Verständnis auch textuelle Beschreibungen und Illustrationen verwendet und dem Pa-

tienten zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus wird jede Aktivität einer therapeutischen

Hausaufgabe mit dem Patienten diskutiert, um mögliche Bedenken und Ängste zu berücksichti-

gen bzw. auszuräumen, wie beispielsweise Bedenken von Seiten des Patienten bei der Nutzung

eines TENS24-Geräts im Rahmen einer Elektrotherapie.

Die endgültige Zuteilung einer therapeutischen Hausaufgabe an den Patienten findet im An-

schluss an deren Erläuterung und Diskussion statt. Hierbei werden noch einmal konkret die

Eigenschaften der einzelnen Aktivitäten, etwa deren Durchführungsfrequenz und -dauer, spezifi-

24Transkutane Elektrische Nerven-Stimulation

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

ziert. Hierbei wird die therapeutische Hausaufgabe in den Tages- und Wochenplan des Patienten

bestmöglich integriert, um eine kontinuierliche Durchführung und somit die vom Therapeuten

intendierte Wirksamkeit der Intervention zu ermöglichen.

Die eigentliche Durchführung der therapeutischen Hausaufgaben, bzw. den darin definierten

Aktivitäten in der Zeit zwischen den Therapiesitzungen, gliedert sich generell in zwei grund-

sätzliche Aktivitäten. Zunächst einmal muss sich der Patient an die Durchführung der Hausauf-

gabe erinnern, d.h. er darf die Hausaufgabe nicht vergessen. Zusätzlich ist es notwendig, dass

er sich an die Anweisungen für eine korrekte Durchführung der Aktivitäten genau erinnert.

Anschließend führt er die Aktivitäten bestmöglich und u.U. unter Einbeziehung verschiedener

Hilfsmittel (z.B. TENS-Gerät, Theraband) durch. Hierbei sammelt er verschiedene Erfahrun-

gen hinsichtlich mehrerer Aspekte, etwa den Schwierigkeitsgrad sowie auftretende Ängste oder

Schmerzen.

Zurück in der Therapiesitzung folgt szenarienübergreifend immer die Besprechung des Feed-

backs, wofür die während der Hausaufgabe gesammelten Erfahrungen dem Therapeuten zur

Verfügung gestellt werden. Dies erfolgt indem der Therapeut konkrete Aspekte der therapeu-

tischen Hausaufgabe erfragt, etwa in Form von “Hatten Sie Schmerzen während der Übung?”

oder “Denken Sie, dass Sie die Hausaufgabe korrekt durchgeführt haben?”. Darüber hinaus

entscheidet der Therapeut auf Grundlage des erhaltenen Feedbacks, ob weitere therapeutische

Hausaufgaben im Rahmen der Therapie notwendig sind.

Falls therapeutische Hausaufgaben für einen positiven Behandlungsverlauf weiterhin vonnöten

sind, werden sie aufgrund des vom Patienten erhaltenen Feedbacks analysiert und ggf. ange-

passt, etwa indem festgelegt wird, dass verschiedene Aktivitäten entfallen können oder spezifi-

sche Parameter einer Aktivität aufgrund eines zu hohen Schwierigkeitsgrades oder aufgetretener

Schmerzen angepasst werden. Die für eine wirksame therapeutische Intervention notwendigen

Anpassungen werden anschließend wiederum zwischem dem Therapeuten und dem Patienten

ausgiebig besprochen und diskutiert.

2.3 Projekte

Neben den durchgeführten Fallstudien und der Untersuchung unterschiedlicher Forschungs-

arbeiten konnten weitere für die Anforderungsanalyse relevante und hilfreiche Erkenntnisse

durch die Mitarbeit an verschiedenen universitätsübergreifenden Projekten erlangt werden

[GPSR13, PGS+17, PSS+17, PGS+16, SPSR15, GSP+14, SSP+15, SRLP+13]. Tabelle 2.4

zeigt eine Übersicht an Projekten, die gemeinsam haben, dass in den verschiedenen Szenarien

therapeutische Interventionen durch mobile Technologie, d.h. durch moderne mobile Endgeräte

und Konzepte [SRP+15], unterstützt werden. Genauer bedeutet dies, dass für jedes Szenario

therapie- und interventionsspezifische mobile Konzepte entwickelt wurden, welche anschließend

in lauffähige mobile Anwendungen überführt wurden.

Um einen Überblick über die verschiedenen Erkenntnisse zu geben, welche durch die obi-

gen Projekte gewonnen werden konnten, werden exemplarisch die Projekte TrackYourTinni-

tus [SPP+16, PPL+17, PRS+18, PPS+18, PPS+17, PSLR17, PPLS16, RLBS+16, PRLS15]

(vgl. Abschnitt 2.3.1) und Tinnitus Hearing Ability [SPR+16b] (vgl. Abschnitt 2.3.2) in den

folgenden beiden Abschnitten erläutert und diskutiert.

2.3 Projekte

Nr. Projekt Länder #UI #PF

1 TrackYourTinnitus 12 1.500

2 Tinnitus Hearing Ability 10 120

3 Risk Factors During Pregnancy 12 410

4 PTSD in War Regions 6 560

5 Accidents of Children 6 80

6 Psychosomatic in-patients clinics 23 25

Summe Σ59 2.870

#UI = Anzahl an unterstützten therapeutischen Interventionen

#PF = Anzahl an Patientenfällen

Tabelle 2.4: Übersicht realisierter Projekte zur mobilen Unterstützung therapeutischer Interventionen

2.3.1 TrackYourTinnitus

Im Jahr 2014 startete das europaweite Forschungsprojekt TINNET25, welches sich mit der

systematischen Erforschung des weit verbreiteten Krankheitsbildes Tinnitus beschäftigt. Als

Tinnitus wird dabei ein dauerhaft wahrgenommenes Phantomgeräusch (z.B. Pfeifen oder Rau-

schen) ohne externe Geräuschquelle bezeichnet, an welchem in den westlichen Gesellschaften ca.

5-15% der erwachsenen Bevölkerung leiden [HR04], wobei etwa 1% davon über erhebliche Belas-

tungen und Einschnitte in die Lebensqualität klagt [HCH+12]. Neben der Erforschung möglicher

Ursachen des Tinnitus, wie beispielsweise ein erlittenes Knalltrauma oder eine abnormale Akti-

vität des somatosensorischen Systems aufgrund von Beschwerden in der Halswirbelsäule, ist ein

weiteres Ziel von TINNET, Erkenntnisse über die vom Patienten im Tagesverlauf wahrgenom-

menen Schwankungen seines Tinnitus zu gewinnen. Diese Schwankungen können beispielsweise

durch maskierende Umgebungsgeräusche, die aktuelle Tätigkeit oder durch stressig empfundene

Ereignisse bedingt sein.

Um diese intraindividuellen Schwankungen in der Tinnituswahrnehmung an mehreren Zeit-

punkten während der täglichen Routine zu erfassen, wurde die mobile Anwendung TrackYour-

Tinnitus (vgl. Abbildungen 2.26a, 2.26b und 2.26c) konzipiert und realisiert. Mit ihrer Hilfe ist

es möglich, mehrmals täglich vom Nutzer bzw. Betroffenen den wahrgenommenen Tinnitus zu

messen. Hierzu wird dem Nutzer ein kurzer Fragebogen präsentiert (vgl. Abbildung 2.26b), bei

welchem er beispielsweise die Tinnitusstärke mittels einer numerischen Rating-Skala bestimmen

muss. Ein weiteres Novum ist die simultane Messung des Schallpegels der Hintergrundgeräusche

mithilfe des im mobilen Endgerät verbauten Mikrofons während der Beantwortung des Frage-

bogens, wodurch ein Testen der Hypothese ermöglicht wird, nach der die intraindividuellen

Schwankungen über eine Maskierung des Tinnitus durch den Umgebungsschall erklärbar wer-

den.

25www.tinnet.tinnitusresearch.net

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

Im Folgenden werden wichtige Eigenschaften, Anforderungen und Funktionen der mobilen An-

wendung TrackYourTinnitus erläutert, insbesondere wenn sie für die flexible und mobile Un-

terstützung therapeutischer Interventionen von Interesse sind.

•Benachrichtigungen: Um den wahrgenommenen Tinnitus des Nutzers über den Tages-

verlauf mittels des Fragebogens zu erfassen, muss dieser mehrmals täglich ausgefüllt wer-

den. Da solch eine Tätigkeit vom Nutzer vergessen werden kann, sollte TrackYourTinnitus

die von mobilen Endgeräten zur Verfügung gestellten Benachrichtigungsfunktion verwen-

den. Der wichtigste Vorteil ist sicherlich, dass die Benachrichtigungen auch dann erfolgen,

wenn der Nutzer nicht aktiv mit seinem mobilen Endgerät interagiert, etwa wenn dieses

in der Hosentasche getragen wird. Dadurch soll sichergestellt werden, dass die für eine

aussagekräftige Analyse der Daten notwendige Erfassungsfrequenz zumindest von Seiten

der mobilen Anwendung berücksichtigt wird.

•Intuitives Bedienkonzept: Ein grundlegendes Prinzip von TrackYourTinnitus ist, dass

die mobile Anwendung mehrmals genutzt werden muss, um die Daten zu erfassen. Aus

diesem Grund ist es wichtig, den Nutzer bzw. Patienten nicht mit komplexen oder un-

verständlichen Benutzeroberflächen und -interaktionen zu irritieren. Dies bedeutet aus

technischer Sicht, dass die Benutzeroberflächen den für die jeweilige mobile Plattform

zugrundeliegenden Design-Empfehlungen, wie Material Design bei Android, entsprechen

sollen. Nichtsdestotrotz sollte TrackYourTinnitus ein dem Krankheitsbild entsprechendes

Aussehen und Bedienkonzept besitzen, welches für den Nutzer leicht verständlich und

eindeutig ist, um ungewollte Fehleingaben zu vermeiden.

•Unterstützung verschiedener mobiler Plattformen: Um eine Vielzahl an betroffe-

nen Tinnituspatienten mit TrackYourTinnitus zu erreichen, d.h. diesen die mobile An-

wendung zur Verfügung zu stellen, sollte sichergestellt werden, dass möglichst viele, aber

zumindest die beiden am meisten verbreiteten Plattform iOS und Android [PRS+18],

unterstützt werden.

•Präzise Messungen des Schallpegels: Neben der Erfassung relevanter Informationen

mittels des auszufüllenden Fragenbogens, wie z.B. Stärke des wahrgenommenen Tinnitus,

sollte TrackYourTinnitus zusätzlich den Schallpegel der Hintergrundgeräusche mittels des

eingebauten Mikrofons messen. Hierbei sollte darauf geachtet werden, dass die Messun-

gen mit maximaler Präzision über alle mobilen Plattformen und Gerätehersteller hinweg

erfolgt, um vergleichbare und somit für die spätere Auswertung der Daten notwendige

sensorische Messergebnisse zu ermöglichen.

Auf Grundlage dieser Eigenschaften und Anforderungen wurde ein aufwändiges Anwendungs-

konzept für die mobile Anwendung TrackYourTinnitus entwickelt und anschließend realisiert

(vgl. Abbildung 2.27). Neben der Entwicklung eines Konzepts für die mobile Anwendung war

es zusätzlich notwendig, eine Serverkomponente zu entwickeln, die einerseits die gesammelten

Informationen der Patienten bzw. Nutzer entgegennimmt und andererseits den Spezialisten und

Experten der verschiedenen Fachrichtungen, etwa Psychotherapeuten oder HNO-Ärzten, Zu-

gang zu diesen Daten erlaubt. Um diesen Zugang und letztendlich die Auswertung der Daten

auch Personen ohne ausgeprägte IT-Affinität zu ermöglichen, wurde eine moderne und einfach

zu bedienende Webanwendung entwickelt und realisiert, welche zudem Nutzern der mobilen

Anwendung TrackYourTinnitus zugänglich ist, um einfache administrative Tätigkeiten, wie

beispielsweise das Ändern des Passworts oder der Emailadresse, durchzuführen.

2.3 Projekte

Ein äußerst wichtiger und bereits erwähnter Aspekt bei der Entwicklung von TrackYourTinni-

tus war der korrekte Umgang mit der von der Fachseite geforderten Benachrichtigungsfunktion

der mobilen Plattformen. Dies bedeutet, dass sichergestellt werden musste, dass der Patient

bzw. Nutzer entsprechend dem initial definierten Intervall von 10 Benachrichtigungen im Zeit-

raum zwischen 8.00 Uhr und 22.00 Uhr erinnert wird, den Fragebogen auszufüllen. Darüber

hinaus wurde darauf geachtet, dass die von Apple und Google erlassenen Richtlinien hinsichtlich

der Benachrichtigung von Nutzern eingehalten werden. Diese Richtlinien besagen beispielswei-

se, dass Nutzer explizit die Erlaubnis erteilen muss, benachrichtigt zu werden und zudem die

Möglichkeit besitzen muss, diese Entscheidung rückgängig zu machen bzw. entsprechende Ein-

stellungen zu ändern. Hierfür wurde innerhalb TrackYourTinnitus ein aufwändiges und für den

Nutzer konfigurierbares Benachrichtigungskonzept entwickelt, welches es ihm erlaubt, nahezu

jede einzelne Benachrichtigung detailliert zu konfigurieren, aber das trotzdem sicherstellt, dass

eine ausreichende, d.h. für eine aussagekräftige Auswertung der Daten erforderliche Anzahl an

Benachrichtigungen, erfolgt.

(a) Übersicht (b) Wiederkehrender Fragebo-

gen

richtigungen

Abbildung 2.26: Verschiedene Ansichten der mobilen Anwendung TrackYourTinnitus

Trotz der Tatsache, dass das Gesamtkonzept eine Serverkomponente vorsieht, werden die ver-

schiedenen notwendigen Fragebögen nur teilweise dynamisch zwischen dieser und dem mobilen

Endgerät ausgetauscht bzw. übertragen. Dies ist damit begründet, dass der wiederkehrende

Fragebogen nur selten geändert werden muss. Dabei stellt die lokale Verwaltung sicher, dass

auch im Fall einer fehlenden Internetverbindung, der wiederkehrende und mehrmals täglich aus-

zufüllende Fragebogen ausgefüllt werden kann. Für das Vorhalten der einzelnen Fragen wurde

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

ein effizientes und wiederverwendbares JSON Schema26 entwickelt, auf dessen Basis die ein-

zelnen Fragen bzw. deren Parameter, wie beispielsweise der eigentliche Fragetext sowie der

Antworttyp (z.B. Multiple-Choice oder Freitext), im JSON-Format gespeichert sind. Mithilfe

einer dedizierten Darstellungskomponente rendert TrackYourTinnitus jede einzelne Frage zu

komfortabel zu bedienenden Benutzeroberflächenelementen, wobei diese abhängig vom jeweils

definierten Antworttyp der Frage sind.

Für die Messung des Schallpegels während des Ausfüllens des wiederkehrenden Fragebogens,

werden die von den mobilen Plattformen zur Verfügung gestellten Programmierschnittstellen

verwendet. Diese abstrahieren sowohl den Zugriff auf das im mobilen Endgerät integrierte Mi-

krofon als auch die Verwendung des gemessenen Schallpegels dahingehend, dass dies unabhängig

vom Hersteller des mobilen Endgeräts sowie des Mikrofons komfortabel und mit geringem Auf-

wand möglich ist. Bei der Android Version von TrackYourTinnitus wird beispielsweise mittels

der Komponente MediaRecorder eine Momentaufnahme des Schallpegels erstellt, genau dann

wenn der Nutzer die eingegebenen Daten speichert. Der gemessene Schallpegel wird dann dem

aktuellen Datensatz hinzugefügt.

Anwendungskomponenten

Benachrichtigung Darstellung

Fragebögen

Dateisystem

Mikrofon

Datenbank

iOS Android Serverkomponente & Webanwendung

Anwendungskomponenten

REST Webservice

Webanwendung

Dateisystem Datenbank

Auswertung

Benutzerverwaltung

Austausch erfasster

Datensätze

Administrative

Kommunikation

Abbildung 2.27: Gesamtarchitektur von TrackYourTinnitus

Folgende Erkenntnisse konnten durch die Konzeption und Realisierung von TrackYourTinnitus

für die flexible und mobile Unterstützung therapeutischer Interventionen gewonnen werden.

•Plattformspezifisches Design und Bedienkonzept: Um Nutzern der verschiedenen

mobilen Plattformen eine gewohnte und intuitive Bedienung der mobilen Anwendung

zu gewährleisten, war es unumgänglich, für jede Plattform bzw. deren mobiler TrackY-

ourTinnitus Anwendung, ein spezifisches Design zu realisieren. Dieser in einem ersten

26JSON Schema ist ein Standard zur Beschreibung von JSON-Dokumenten, der insbesondere die Validierung

letzterer erlaubt [jso18].

2.3 Projekte

Augenblick als Mehraufwand wirkende Aspekt zahlt sich dahingehend aus, dass Nutzer

schneller und zielgerichteter in der jeweiligen Anwendung navigieren können und dadurch

deutlich weniger Fehler produzieren.

•Intelligente Verwendung von Benachrichtigungen: Gerade im gezeigten Fall von

TrackYourTinnitus, bei dem Nutzer mehrmals täglich benachrichtigt werden, muss darauf

geachtet werden, dass die Benachrichtigungen nicht als unangenehm empfunden werden

und diese deshalb deaktiviert werden. Darüber hinaus ist es hilfreich, die verfügbaren

Möglichkeiten hinsichtlich der Konfiguration der Benachrichtigungen bestmöglich auszu-

schöpfen. Beispielsweise bietet es sich an, verschiedene Benachrichtigungstöne und -texte

zu verwenden, um nicht Gefahr zu laufen, dass der Nutzer die Benachrichtigung ignoriert.

•Bedachte Nutzung der Sensorik: Mithilfe der mobilen Anwendung TrackYourTinni-

tus konnte festgestellt werden, dass trotz der bereits erwähnten einfach zu verwenden-

den Programmierschnittstellen für die Verwendung der Sensoren, darauf geachtet werden

muss, dass dies keine Garantie für vergleichbare und korrekte Messergebnisse ist. Ge-

rade am Beispiel der Messung des Schallpegels mittels des eingebauten Mikrofons fällt

auf, dass die gemessenen Werte teils stark voneinander abweichen. Dies ist teilweise mit

der Bauform des mobilen Endgeräts, d.h. wie und an welcher Stelle das Mikrofon einge-

baut ist, begründet oder aber schlichtweg aufgrund der unterschiedlichen Hersteller, deren

Mikrofone sich hinsichtlich Qualität und Sensitivität unterscheiden [KS15]. Um diesem

Umstand Sorge zu tragen, sind weitere, teils aufwändige, Kalibrationsprozesse notwendig,

die im Rahmen von TrackYourTinnitus bisher nicht berücksichtigt wurden.

2.3.2 Tinnitus Hearing Ability

Im Rahmen der Forschung zur mobilen Unterstützung von an Tinnitus leidenden Personen wur-

de neben TrackYourTinnitus (vgl. Abschnitt 2.3.1) eine weitere mobile Anwendung konzipiert

und realisiert. Deren Ziel ist es, mögliche Einschränkungen hinsichtlich der akustischen Lokali-

sation, d.h. Schwierigkeiten bei der Erkennung der Richtung und Entfernung einer Schallquelle,

bei Tinnitus-Patienten zu identifizieren sowie ggf. Betroffene mittels therapeutischer Interven-

tionen darin zu unterstützen, diese Fähigkeit zu trainieren und zu verbessern. Die akustische

Lokalisation ist eine für Menschen äußerst wichtige Fähigkeit, deren mögliche Einschränkung

neben der Minderung der Lebensqualität zusätzlich ernsthafte und teils gefährliche Situationen

hervorrufen kann, etwa bei der Überquerung einer Straße, wenn es notwendig ist, die Richtung

und Entfernung herannahender Fahrzeuge bestimmen zu können.

Um die ebenfalls Richtungs- und Entfernungshören genannte akustische Lokalisation explizit

im Kontext von Tinnitus genauer zu erforschen, wurde eine mobile Anwendung realisiert. Dabei

konnten wichtige Erkenntnisse gewonnen werden, die unmittelbar in die Anforderungsanalyse

bzw. in das Konzept einer mobilen Unterstützung therapeutischer Interventionen einflossen.

Im Folgenden werden einige wichtige Eigenschaften, Anforderungen und Funktionen der mobi-

len Anwendung vorgestellt, sofern sie für die generelle Unterstützung therapeutischer Interven-

tionen mit mobilen Endgeräten von Interesse sind.

•Serious Game: Da das Ziel der mobilen Anwendung neben der Identifikation von Ein-

schränkungen der akustischen Lokalisation ein adäquates Training dieser Fähigkeit war,

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

sollte dieses in ein Spielkonzept integriert werden, das dem Nutzer einerseits Spaß bereitet

und ihn andererseits über einen längeren Zeitraum fordert und motiviert.

•Explizite Nutzung der Sensorik: Aufgrund der in mobilen Endgeräten zur Verfügung

stehenden Sensoren, sollten zur komfortablen Bestimmung der akustischen Lokalisation,

die hierfür geeigneten Sensoren explizit und mit hoher Präzision einzeln oder gemeinsam

(vgl. Multi-Sensor Data Fusion) genutzt werden. Dies trifft insbesondere für eine präzise

Erkennung der Ausrichtung bzw. Lage des mobilen Endgeräts zu.

•Kontinuierliche Protokollierung: Um aussagekräftige Daten zu erhalten, welche an-

schließend dazu verwendet werden können, um entweder automatisiert, d.h. mithilfe kom-

plexer Algorithmen, oder manuell, d.h. durch einen Experten, bestimmen zu können, ob

der Nutzer Einschränkungen bei der akustischen Lokalisation besitzt, sollten alle relavan-

ten Daten in kurzen Zeitabständen lokal auf dem mobilen Endgerät gespeichert werden.

•Unterstützung verschiedener mobiler Plattformen: Trotz der aktuell vorherrschen-

den Marktmacht des von Google entwickelten mobilen Betriebssystems Android sollte die

Anwendung auf weiteren verfügbaren Plattformen lauffähig sein, wobei insbesondere zu-

sätzlich iOS von Apple und Windows Phone von Microsoft adressiert werden sollten.

Zudem sollte eine plattformunabhängige Lösung mittels adäquater moderner Bibliothe-

ken und Hilfsmittel (z.B. Phonegap, Ionic) realisiert werden.

Abbildung 2.28: Spielkonzept von SODA

Basierend auf den zuvor definierten Anfor-

derungen und Eigenschaften, welche die Be-

stimmung sowie das Training der akustischen

Lokalisation mittels eines mobilen Endge-

räts ermöglichen, wurde das mobile Anwen-

dungskonzept SODA27 entwickelt und für die

mobilen Plattformen iOS [Era17], Android

[Blo15] und Windows Phone [Wei15] reali-

siert. Grundlage für dieses Konzept ist die

mobile Anwendung Audio Defence: Zombie

Arena, bei welcher der Nutzer einzig unter Zu-

hilfenahme der akustischen Lokalisation meh-

rere Objekte (hier: Monster) im Raum identi-

fizieren und sich dagegen wehren muss. Dabei

hört er das Objekt mittels eines Stereokopf-

hörers in seiner Umgebung (z.B. von rechts

hinten), um sich anschließend mit dem mobi-

len Endgerät in dessen Richtung zu drehen,

bis er dieses direkt vor ihm wähnt. Während

dieser Zeit ist auf dem Bildschirm der mobilen Endgeräts nichts zu sehen, außer einer Schalt-

fläche, mit der eine Aktion gegen das Objekt ausgeführt werden kann.

SODA nutzt nun dieses grundlegende Konzept, bestehend aus einer im Raum sich befindenden

Geräuschquelle zu der sich der Nutzer mit seinem mobilen Endgerät drehen muss, um anschlie-

ßend eine Aktion durchzuführen. Als Indikatoren für eine mögliche eingeschränkte akustische

Lokalisation können die gemessenen Parameter Winkelabweichung und Dauer bis zur Aktion

27Sound Origin Direction Application

2.3 Projekte

verwendet werden, welche anschließend automatisch oder manuell zur Analyse genutzt werden.

Da SODA nicht nur von Erwachsenen genutzt werden sollte, wurde anstatt einer Kampfszene-

rie, wie in Audio Defence: Zombie Arena, die Szenerie gewählt, in welcher der Nutzer versuchen

muss, Aufnahmen von in der Umgebung sich befindenden Tieren zu machen, wobei er dabei

kein visuelles Feedback seiner Kamera erhält. Sobald er das Tiergeräusch vor sich wähnt, löst

er die Kamera mit einer Touch-Geste auf dem Bildschirm aus. Anschließend erhält er sowohl

ein grafisches Feedback in Form eines Panoramabildausschnitts mit ggf. dem photografierten

Tier als auch die tatsächliche Winkelabweichung in Textform (vgl. Abbildung 2.28).

Wie Abbildung 2.29 zeigt, ermöglicht SODA die Verwaltung unterschiedlicher Szenarien, welche

jeweils aus mehrere Objekten und einem 360°Panoramabild bestehen [Kna17]. Die Objekte kön-

nen dabei detailliert hinsichtlich der Abspieldauer des Geräuschs oder dessen Entfernung zum

Nutzer konfiguriert werden. Für die Generierung des realistischen, räumlichen Audio-Szenarios

wurde zunächst ein zweidimensionales Kreiskoordinatensystem definiert, wobei 0°“direkt vor

dem Nutzer” bedeutet und 90°“rechts neben ihm”. Darüber hinaus wurde unter Verwendung

und Ausnutzung einer sog. Head-Related Transfer Function (kurz HRTF) [GM95] und mithil-

fe der von den mobilen Plattformen zur Verfügung gestellten Audio Engines der notwendige

Raumklang der Objekte generiert. Für eine präzise Lage- und Richtungsbestimmung des mo-

bilen Endgeräts werden die verschiedenen sensorischen Daten des Beschleunigungssensors, des

Gyroskops und des Kompass miteinander aggregiert. Je nach mobiler Plattform wird dies durch

eine entsprechende und einfach zu verwendende Programmierschnittstelle ermöglicht, wie z.B.

bei Windows Phone, oder aber es müssen aufwändige manuelle Berechnungen durchgeführt

werden, um die gewünschte Präzision zu erreichen.

Sensor & Geräte

Management

3D Audio Management

Multi-Sensor Data Fusion

Beschleunigungs-

sensor Kompass Gyroskop

Filter

Lage & Ausrichtung

Blickrichtung

Filter Filter

chicken.mp3

pig.mp3

Raumklang

Verarbeitung 3D Audio

Szenario

Head-

Transfer

Function

Datenlogger

Datensatz #1

40°35.2s

Datensatz #2

4,3°12.1s

Feedback &

Auswertung

Regeln

Intelligente

Algorithmen

Analysen

Szenarien Repository

Szenario #1

Objekt Repository

Objekt #1

pig.mp3

pig.png

Objekt #2

chicken.mp3

chicken.png

Level Repository

Level

panorama_farm.jpg

Huhn

40° 1.5s

60s

Level

panorama_farm2.jpg

100s

Huhn

21m

50° 5.1s

Schwein

10m

155° 1.0s

Spezifische

Objekt-Parameter

des Levels

Level-

Parameter

Objekt-

Parameter

Szenario #2

ErkennungszeitSpielzeit Wiederholungen Abspielzeit des Objektgeräuschs Abstand zum Objekt Richtung zum Objekt Winkelabweichung

Abbildung 2.29: Gesamtarchitektur von SODA

Folgende Erkenntnisse konnten durch die Konzeption und Realisierung von SODA für die fle-

xible und mobile Unterstützung von therapeutischen Interventionen gesammelt werden.

•Nachvollziehbare und präzise Ergebnisse: Für den Nutzer ist äußerst wichtig, dass

die Ergebnisse, d.h. hier die Winkelabweichungen und Dauer beim Auslösen der Aktion,

präzise und nachvollziehbar sind, um ihn bei der dauerhaften Verwendung der mobilen

Anwendung nicht zu irritieren und zu frustrieren. Folglich muss ein großes Augenmerk

vor allem auf die korrekte Bestimmung der relevanten Sensorinformationen gelegt werden,

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

um die Abweichungen zu minimieren. Darüber hinaus sind reproduzierbare und korrekte

Ergebnisse essentiell für die Einschätzung möglicher Beeinträchtigungen des Nutzers.

•Native Anwendungen: Um die gewünschte Präzision bei der Berechnung der relevan-

ten Informationen zu erzielen, etwa bezogen auf die Ausrichtung des mobilen Endgeräts,

müssen unterschiedlichste Sensoren verwendet und deren sensorische Daten miteinander

aggregiert und verknüpft werden. Hierzu stehen auf den gängigen mobilen Plattformen

teilweise integrierte Bibliotheken zur Verfügung, die sich hinsichtlich Komplexität der

Nutzung und Qualität der Ergebnisse deutlich unterscheiden. Konnte man bei Windows

Phone eine einfache Verwendung der Schnittstelle feststellen, waren die Ergebnisse bei der

Berechnung der Ausrichtung leider nicht überzeugend. Bei der Realisierung von SODA

im Rahmen einer plattformübergreifenden HTML5-Anwendung konnte wiederum festge-

stellt werden, dass der Umgang mit den unterschiedlichen Sensoren der verschiedenen

Plattformen deutlich eingeschränkt ist. Als Fazit kann gezogen werden, dass mobile An-

wendungen mit hohen Anforderungen bzgl. der Verwendung von Sensoren und der dabei

geforderten Präzision, wenn möglich als native Anwendungen, realisiert werden.

•Motivation des Nutzers: Ein essentieller Aspekt, der im Rahmen von SODA festge-

stellt wurde, ist die konsequente Anwendung motivierender Konzepte. Nur dann lässt

sich eine dauerhafte Nutzung der Anwendung erzielen. Dies wurde bei SODA durch die

Realisierung eines Spielkonzepts erreicht, das dem Nutzer durch die verschiedenen, unter-

schiedlich schwierigen Szenarien Abwechslung bietet und ihn motiviert, das Training über

einen längeren Zeitraum fortzuführen. Des Weiteren beinhaltet SODA weiterführende Mo-

tivationsstrategien, insbesondere Gamification mittels Auszeichnungen und Punkten.

•Effiziente Protokollierung: Neben der endgültigen Winkelabweichung und Dauer für

die Detektion eines Objekts wurden im Abstand von 100ms weitere Daten protokolliert

und lokal gespeichert. Dies umfasste u.a. die aktuelle Ausrichtung des mobilen Endgeräts,

den Zeitstempel sowie die Herzfrequenz. Das kontinuierliche Protokollieren dieser Infor-

mationen erlaubte es, neben einer möglichen Einschränkung der akustischen Lokalisation

des Nutzers, weitere Erkenntnisse zu erlangen, etwa wie sich seine Herzfrequenz mit der

Zeit erhöht, was wiederum als ein Indiz für aufkommenden Stress betrachtet wurde.

2.4 Anforderungsanalyse

Basierend auf den Erkenntnissen aus den durchgeführten Fallstudien (vgl. Abschnitt 2.1), der

Studie zum aktuellen Stand der Technik (vgl. Kapitel 3) sowie den bereits realisierten mobilen

Anwendungen im Kontext therapeutischer Interventionen (vgl. Abschnitt 2.3), ist es nun mög-

lich, eine umfangreiche Anforderungsanalyse durchzuführen, welche die funktionalen und nicht-

funktionalen Anforderungen für eine mobile Unterstützung therapeutischer Interventionen de-

finiert. Diese adressieren die unterschiedlichen Aspekte und Eigenschaften der in Abschnitt 2.2

abgeleiteten generalisierten Prozedur zur Nutzung therapeutischer Hausaufgaben.

Um eine strukturierte Anforderungsanalyse zu gewährleisten, ist diese in vier Kategorien un-

terteilt. Letztere stellen die elementaren und separat zu berücksichtigenden Kernaspekte einer

mobilen Unterstützung therapeutischer Hausaufgaben dar. Einerseits besteht eine Hausaufgabe

aus einzelnen Übungen und Aktivitäten, deren Ausführungskontext berücksichtigt werden muss.

Andererseits sind Benachrichtigungen sowie das Patientenfeedback explizit zu unterstützen.

2.4 Anforderungsanalyse

2.4.1 Aktivitäten und Übungen

In diesem Abschnitt werden die für die Konfiguration, Verwaltung und Durchführung der Akti-

vitäten bzw. Übungen relevanten funktionalen (kurz: FA) und nicht-funktionalen (kurz: NFA)

Anforderungen definiert und erläutert, welche für eine flexible und mobile Unterstützung be-

rücksichtigt werden müssen. Tabelle 2.5 zeigt eine Übersicht der verschiedenen Anforderungen,

welche anschließend jeweils kurz beschrieben werden.

ID Titel Beschreibung

Kategorie 1: Konfiguration

FA 1.1 Eigenschaften Spezifikation relevanter Parameter

FA 1.2 Hilfsmittel Verwendung digitaler und interaktiver Hilfsmittel

FA 1.3 Instruktionen Nutzung textueller und multimedialer Anleitungen

NFA 1.4 Benutzbarkeit Intuitive Konfiguration mit angemessenem Lernaufwand

NFA 1.5 Änderbarkeit Flexible Änderungen ohne Anpassung des Systems

Kategorie 2: Ausführung

FA 2.1 Reihenfolge Flexible Definition der Ausführungsreihenfolge

FA 2.2 Verknüpfungen Verwendung logischer Verknüpfungen zwischen Aktivitäten

NFA 2.3 Zuverlässigkeit Korrekte, d.h. wie vom Therapeuten intendierte, Ausführung

Kategorie 3: Protokollierung & Messung

FA 3.1 Nutzeraktionen Protokollierung nutzerspezifischer Aktionen

FA 3.2 Messungen Kontinuierliche Speicherung relevanter Sensordaten

NFA 3.3 Kontinuität Zuverlässige Protokollierung und Messung

Kategorie 4: Versionierung

FA 4.1 Eindeutigkeit Verwendung eindeutiger Versionen

Kategorie 5: Wiederverwendbarkeit

NFA 5.1 Mehrfachnutzung Nutzung von Aktivitäten in verschiedenen Szenarien

FA = Funktionale Anforderung, NFA = Nicht-funktionale Anforderung

Tabelle 2.5: Anforderungen an Aktivitäten bzw. Übungen

FA 1.1 (Eigenschaften - Spezifikation relevanter, generischer Parameter) Jede Ak-

tivität bzw. Übung verfügt über spezifische Eigenschaften, etwa Ausführungsdauer oder -

häufigkeit, die mittels geeigneter Parameter für den Therapeuten konfigurierbar sein müssen.

Da diese Parameter abhängig von der Art der zu konfigurierenden Aktivität sind, müssen dabei

generische Parametertypen berücksichtigt werden.

FA 1.2 (Hilfsmittel - Verwendung digitaler und interaktiver Hilfsmittel) Für jede

Aktivität bzw. Übung soll es möglich sein, digitale Hilfsmittel zu spezifizieren, welche der Pa-

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

tient während der Durchführung der Aktivität oder im Anschluss daran verwenden kann. Dies

kann beispielsweise ein interaktives Stimmungstagebuch sein.

FA 1.3 (Instruktionen - Nutzung textueller und multimedialer Anleitungen) Um

eine korrekte Ausführung der Aktivitäten zu garantieren, sollen hierfür relevante Instruktionen

mithilfe textueller oder multimedialer Inhalte berücksichtigt werden. Dies bedeutet, dass neben

Beschreibungstexten auch Erklärungsvideos eingebunden werden sollen.

NFA 1.4 (Benutzbarkeit - Intuitive Konfiguration mit angemessenem Lernaufwand)

Die Konfiguration von Aktivitäten und Übungen soll für den Therapeuten komfortabel und

intuitiv möglich sein, um eine maximale Effizienz zu erzielen. Darüber hinaus soll sichergestellt

sein, dass für das Erlernen der Konfiguration ein angemessener Aufwand vonnöten ist.

NFA 1.5 (Änderbarkeit - Flexible Änderungen ohne Anpassung des Systems) An-

passungen an der Konfiguration und daraus resultierende Änderungen an der Ausführung und

Darstellung einer Übung sollen ohne weitere Implementierungsaufwände möglich sein. Insbeson-

dere sollen diese dynamisch, d.h. während der Ausführung auf dem mobilen Endgerät, jederzeit

möglich sein.

FA 2.1 (Reihenfolge - Flexible Definition der Ausführungsreihenfolge) Die Ausfüh-

rungsreihenfolge der Aktivitäten bzw. Übungen müssen vom Therapeuten frei konfigurierbar

sein, d.h. dieser soll bestimmen können, welche Aktivität nach Beendigung der vorherigen aus-

geführt werden soll. Weiter soll es für den Patienten möglich sein, die Ausführungsreihenfolge

flexibel und dynamisch zu verändern. Die vorgenommenen Änderungen sollen zudem protokol-

liert werden (vgl. FA 3.1).

FA 2.2 (Verknüpfungen - Verwendung logischer Verknüpfungen zwischen Aktivi-

täten) Neben der Definition einer expliziten Ausführungsreihenfolge (vgl. FA 2.1), sollen

logische Verknüpfungen zwischen den Aktivitäten berücksichtigt werden. Beispielsweise kann

es notwendig sein, dass eine Aktivität nur dann ausgeführt werden darf, wenn während oder

im Anschluss an die Durchführung der vorherigen kein Schmerz aufgetreten ist (Wenn-Dann-

Verknüpfung).

NFA 2.3 (Zuverlässigkeit - Korrekte und wie intendierte Ausführung) Aktivitäten

und Übungen sollen stets korrekt, d.h. einerseits wie vom Therapeuten intendiert, ausgeführt

werden und andererseits ohne dabei in einen undefinierten Systemzustand überzugehen. Auf-

tretende Ausnahmen und Fehler gilt es adäquat zu berücksichtigen und entsprechend darauf

zu reagieren.

FA 3.1 (Nutzeraktionen - Protokollierung nutzerspezifischer Aktionen) Jegliche

Art der Nutzer- bzw. Patienteninteraktion “mit” der therapeutischen Hausaufgabe bzw. deren

Aktivitäten soll protokolliert werden, um diese später mit zu berücksichtigen. Dies bedeutet

2.4 Anforderungsanalyse

beispielsweise, dass das manuelle Verschieben des Durchführungszeitpunkts aufgrund einer Ter-

minkollision genauso protokolliert werden soll wie das vorzeitige Abbrechen einer Aktivität.

FA 3.2 (Messungen - Kontinuierliche Speicherung relevanter Sensordaten) Um die

Vorteile mobiler Endgeräte und deren interner und externer Sensoren bestmöglich zu nutzen

und gesammelte Daten in die Auswertung der therapeutischen Hausaufgabe miteinzubeziehen,

sollen sensorische Informationen kontinuierlich und sicher gespeichert werden.

NFA 3.3 (Kontinuität - Zuverlässige Protokollierung und Messung) Es soll sicherge-

stellt werden, dass sowohl die Protokollierung ausführungsrelevanter Daten als auch sensorische

Messungen kontinuierlich und zuverlässig erfolgen, um Informationslücken und daraus resultie-

rende Fehleinschätzungen des Therapeuten zu vermeiden.

FA 4.1 (Eindeutigkeit - Verwendung eindeutiger Versionen) Da sich im Laufe ei-

ner Therapie aufgrund eines möglichen Patientenfeedbacks eine Aktivität hinsichtlich ihrer

Eigenschaften ändern kann und diese Änderung nachvollziehbar sein muss, sollen Aktivitäten

eindeutig versioniert werden können.

NFA 5.1 (Mehrfachnutzung - Nutzung von Aktivitäten in verschiedenen Szenari-

en) Einmal konfigurierte Aktivitäten sollen komfortabel innerhalb eines Szenarios oder einer

Therapie wiederverwendet werden können, um eine effiziente Konfiguration und Verwaltung

der Aktivitäten zu ermöglichen.

2.4.2 Ausführungskontext

Um therapeutische Hausaufgaben und deren Aktivitäten innerhalb eines vom Therapeuten de-

finierten Kontexts auszuführen, müssen verschiedene Parameter definiert werden, deren Werte

mithilfe geeigneter Sensoren und Dienste bestimmt werden können. Die hierfür notwendigen

funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen werden in diesem Abschnitt definiert. Ta-

belle 2.6 zeigt eine Übersicht der Anforderungen, welche anschließend wiederum beschrieben

werden.

FA 1.1 (Kontextparameter - Nutzung unterschiedlicher Kontextparameter) Um

den Ausführungskontext einer therapeutischen Hausaufgabe und deren Aktivitäten zu definie-

ren, soll ein konfigurierbares und wiederverwendbares Schema mit unterschiedlichen Kontextpa-

rametern, wie beispielsweise der Ort oder etwa die Umgebungslautstärke, verwendet werden.

FA 1.2 (Verknüpfung - Logische Verknüpfung der Kontextparameter) Da sich der

Ausführungskontext nicht aus nur einem einzigen Kontextparameter ableiten lässt, sollen un-

terschiedliche Parameter logisch miteinander verknüpft werden können. Dies bedeutet beispiels-

weise, dass eine Aktivität genau dann ausgeführt werden soll, wenn sich der Patient bzw. Nutzer

an einem bestimmten Ort befindet und gerade eine leise Geräuschkulisse herrscht.

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

ID Titel Beschreibung

Kategorie 1: Schema

FA 1.1 Kontextparameter Nutzung unterschiedlicher Kontextparameter

FA 1.2 Verknüpfung Logische Verknüpfung der Kontextparameter

NFA 1.3 Robustheit Spezifikation akzeptabler Toleranzen bei Parameterwerten

Kategorie 2: Datenquellen

FA 2.1 Automatismus Explizite oder automatische Definition der Quelle

FA 2.2 Lokalität Lokale oder entfernte Datenquelle

FA 2.3 Sensorik Explizite Nutzung vorhandener Sensoren

Kategorie 3: Versionierung

FA 3.1 Eindeutigkeit Verwendung eindeutiger Versionen

Kategorie 4: Wiederverwendbarkeit

FA 4.1 Mehrfachnutzung Nutzung von Kontextschemata in verschiedenen Szenarien

FA = Funktionale Anforderung, NFA = Nicht-funktionale Anforderung

Tabelle 2.6: Anforderungen an den Ausführungskontext

NFA 1.3 (Robustheit - Spezifikation akzeptabler Abweichungen bei Parameter-

werten) Für die unterschiedlichen Kontextparameter sollen mögliche Abweichungen definiert

werden können, um je nach Datenqualität der kontextrelevanten Sensoren oder Dienste, die in-

tendierte Ausführung der Aktivität zu ermöglichen. Beispielsweise bietet es sich aufgrund der

teils ungenauen Messung des GPS-Sensors an, für den Kontextparameter Ort zusätzlich eine

Toleranz in Form eines Radius zu spezifizieren.

FA 2.1 (Quelle - Explizite oder automatische Definition der Datenquelle) Es soll

möglich sein, die Datenquelle für die Bestimmung eines Kontextparameterwertes explizit zu

definieren oder aber diese automatisch während der Laufzeit, d.h. dynamisch, wählen zu lassen.

Damit ist gemeint, dass der Therapeut explizit den Herzfrequenzsensor eines Fitnessarmbands

als Datenquelle definieren kann oder das System selbstständig einen zur Verfügung stehenden

Sensor wählt.

FA 2.2 (Lokalität - Lokale oder entfernte Datenquelle) Es soll möglich sein, lokale

Datenquellen, etwa integrierte Sensoren der mobilen Endgeräte, oder aber externe Sensoren in

Form von verfügbaren Webservices einzubinden (z.B. Webservice eines Wetterdienstes).

FA 2.3 (Sensorik - Explizite Nutzung vorhandener Sensoren) Für die korrekte Be-

stimmung des aktuellen Kontexts des Nutzers bzw. Patienten sollen, wenn möglich, alle aktuell

zur Verfügung stehenden Sensoren mobiler Endgeräte genutzt sowie deren sensorische Daten

aggregiert werden.

2.4 Anforderungsanalyse

FA 3.1 (Eindeutigkeit - Verwendung eindeutiger Versionen) Da sich im Laufe einer

Therapie der Kontext, in welchem eine Aktivität ausgeführt werden soll, ändern kann und dies

für den Therapeuten bei der Auswertung der therapeutischen Hausaufgabe nachvollziehbar sein

muss, sollen die konfigurierten Kontextschemata eindeutig versioniert werden.

FA 4.1 (Mehrfachnutzung - Nutzung von Kontextschemata in verschiedenen Sze-

narien) Um Redundanzen bei der Konfiguration von Kontextschemata zu vermeiden und

dadurch deren fehlertolerante und effiziente Konfiguration zu ermöglichen, sollen Kontextsche-

mata sowohl szenarien- als auch therapieübergreifend genutzt werden können.

2.4.3 Patientenfeedback

Ein wichtiger Aspekt im Rahmen einer Therapie ist das kontinuierliche, ehrliche und nach-

vollziehbare Feedback vom Patienten an den Therapeuten. Aus diesem Grund ist das Patien-

tenfeedback ein Kernaspekt der mobilen Unterstützung therapeutischer Interventionen, sodass

abermals verschiedene funktionale und nicht-funktionale Anforderungen anfallen. Tabelle 2.7

gibt eine Übersicht der hierbei zu berücksichtigenden Anforderungen.

ID Titel Beschreibung

Kategorie 1: Schema

FA 1.1 Parameter Nutzung von Feedbackparametern unterschiedlichen Typs

FA 1.2 Abhängigkeiten Spezifikation von Abhängigkeiten zwischen Parametern

Kategorie 2: Multimedia

FA 2.1 Audio & Video Aufnahme und Nutzung von Audio- und Videodaten

FA 2.2 Dokumente Nutzung interaktiver Dokumente

Kategorie 3: Daten

FA 3.1 Übermittlung Übermittlung während der Ausführung gesammelter Daten

FA 3.2 Messungen Sensorische Messungen während des Feedbacks

Kategorie 4: Versionierung

FA 4.1 Eindeutigkeit Verwendung eindeutiger Versionen

Kategorie 5: Wiederverwendbarkeit

NFA 5.1 Mehrfachnutzung Nutzung von Feedbackschemata in verschiedenen Szenarien

FA = Funktionale Anforderung, NFA = Nicht-funktionale Anforderung

Tabelle 2.7: Anforderungen an das Patientenfeedback

FA 1.1 (Parameter - Nutzung von Feedbackparametern unterschiedlichen Typs)

Da, je nach therapeutischer Hausaufgabe und Aktivität, ein spezifisches Patientenfeedback

notwendig ist, das Informationen unterschiedlichen Typs liefert, soll ein konfigurierbares und

wiederverwendbares Feedbackschema verwendet werden.

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

FA 1.2 (Abhängigkeiten - Spezifikation von Abhängigkeiten zwischen Parametern)

Es soll möglich sein, Abhängigkeiten zwischen den Feedbackparametern zu definieren, etwa in

Form von Wenn-Dann-Beziehungen. Dies soll erlauben, dass eine spezifische Information nur

in Abhängigkeit einer zuvor gegebenen eingeholt wird. Beispiel: Wenn ein Schmerz aufgetreten

ist, dann soll dessen Stärke mit einer Numerischen Rating-Skala bestimmt werden.

FA 2.1 (Audio & Video - Aufnahme und Nutzung von Audio- und Videodaten)

Um dem Therapeuten aussagekräftige Informationen zukommen zu lassen, soll es möglich sein,

neben der Eingabe textueller oder numerischer Informationen, etwa durch Nutzung einer Nu-

merischen Rating-Skala, zusätzlich Video- und Tonaufnahmen zu erstellen und dem Patienten

zur Verfügung zu stellen.

FA 2.2 (Dokumente - Nutzung interaktiver Dokumente) Neben multimedialen Inhal-

ten (vgl. FA 2.1) sollen zusätzlich interaktive Dokumente, für die beispielsweise Annotationen

oder Kommentare hinzugefügt werden können genutzt und dem Therapeuten zur Verfügung

gestellt werden.

FA 3.1 (Übermittlung - Übermittlung während der Ausführung gesammelter Da-

ten) Das Patientenfeedback soll zusätzlich zu den oben genannten Daten (vgl. FA 1.1, 2.1

und 2.2) die während der Durchführung der einzelnen Aktivitäten gesammelten Informationen

an den Therapeuten übermitteln, etwa wann eine Aktivität begonnen und beendet oder an

welchem Ort sie durchgeführt wurde.

FA 3.2 (Messungen - Sensorische Messungen während des Feedbacks) Ein wichtiger

und fortschrittlicher Aspekt ist die explizite Übermittlung und Nutzung von sensorisch gemesse-

nen Daten, welche während der Durchführung der Aktivität, aber auch während des Einholens

des Patientenfeedbacks, gesammelt werden sollen. Dies können beispielsweise die Herzfrequenz,

der Standort oder der Hautleitwiderstand sein.

FA 4.1 (Eindeutigkeit - Verwendung eindeutiger Versionen) Um Änderungen am

Feedbackschema, die während eines Therapieverlaufs durch den Therapeuten u.U. vorgenom-

men werden, nachvollziehbar zu machen, sollen für die konfigurierten Schemata eindeutige Ver-

sionen verwendet werden.

NFA 5.1 (Mehrfachnutzung - Nutzung von Feedbackschemata in verschiedenen

Szenarien) Um Redundanzen bei der Konfiguration von Feedbackschemata zu vermeiden

und dadurch deren komfortable und effiziente Konfiguration sowie Verwaltung zu ermöglichen,

sollen diese szenarien- bzw. therapieübergreifend genutzt werden können.

2.4.4 Benachrichtigung

In allen bereits vorgestellten Fallstudien bzw. Szenarien (vgl. Abschnitt 2.1) wurde darauf

hingewiesen, dass die Wirksamkeit therapeutischer Hausaufgaben vor allem von deren konti-

2.5 Zusammenfassung

nuierlicher Durchführung abhängt. Da Hausaufgaben gerne vergessen werden und somit die

Wirksamkeit negativ beeinträchtigt werden kann, soll der Patient mittels geräte- und haus-

aufgabenspezifischer Benachrichtigungen an die Durchführung erinnert werden. Auch hierfür

wurden verschiedene funktionale und nicht-funktionale Anforderungen abgeleitet, die in Tabelle

2.8 zusammengefasst sind und entsprechend berücksichtigt werden müssen.

ID Titel Beschreibung

Kategorie 1: Schema

FA 1.1 Parameter Nutzung verschiedener Benachrichtigungsparameter

FA 1.2 Beschreibung Definition aktivitätenspezifischer Beschreibungstexte

FA 1.3 Multimedia Spezifikation von Inhalten abhängig von der Aktivität

Kategorie 2: Wiederverwendbarkeit

NFA 2.1 Mehrfachnutzung Nutzung von Benachrichtigungsschemata in versch. Szenarien

FA = Funktionale Anforderung, NFA = Nicht-funktionale Anforderung

Tabelle 2.8: Anforderungen an die Benachrichtigung

FA 1.1 (Parameter - Nutzung verschiedener Benachrichtigungsparameter) Wie be-

reits beim Patientenfeedback (vgl. Abschnitt 2.4.3) oder Ausführungskontext (vgl. Abschnitt

2.4.2) spezifiziert, soll eine Benachrichtigung mittels eines wiederverwendbaren Schemas, be-

stehend aus konfigurierbaren Parametern, bestehen.

FA 1.2 (Beschreibung - Definition hausaufgabenspezifischer Beschreibungstexte)

Da die Benachrichtigungskonzepte aktueller mobiler Plattformen für jede Benachrichtigung

eine textuelle Information vorsehen, soll diese Funktion dazu genutzt werden, um spezifische

für die Hausaufgabe relevante und für den Patienten motivierende Inhalte zu präsentieren.

NFA 1.3 (Multimedia - Spezifikation spezifischer Multimediainhalte) Ähnlich wie

bei der funktionalen Anforderung FA 1.2, sollen multimediale Inhalte, wie Video und Audio,

entsprechend der bevorstehenden Hausaufgabe eingesetzt werden. Beispielsweise erlaubt die

mobile Plattform Android eine Audiodatei zu hinterlegen, die dann bei der Anzeige der Be-

nachrichtigung abgespielt wird.

2.5 Zusammenfassung

Dieses Kapitel hat essentielle funktionale und nicht-funktionale Anforderungen abgeleitet, die

durch eine generische Lösung für die mobile Unterstützung therapeutischer Interventionen

adressiert werden müssen. Hierzu wurden neben einer Literaturrecherche mehrere Fallstudi-

en durchgeführt, wodurch bisher von anderen Lösungen noch nicht berücksichtigte Aspekte

und Anforderungen extrahiert werden konnten.

Kapitel 2 Anforderungsanalyse

Stand der Technik

Bereits die in Abschnitt 2.1 vorgestellten und diskutierten Fallstudien zeigen auf, dass für

die Unterstützung therapeutischer Interventionen durch die Integration mobiler Technologie

unterschiedliche Aspekte aus verschiedenen Perspektiven berücksichtigt werden müssen. Hierzu

gehört einerseits die Diskussion aktueller Forschungsarbeiten und -projekte, welche relevant

für die vorliegende Arbeit sind (vgl. Abschnitt 3.1). Andererseits ist es unabdingbar, bereits

existierende Technologien zu betrachten und zu diskutieren (vgl. Abschnitt 3.2)

3.1 Aktuelle Forschung

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine Vielzahl verwandter Arbeiten untersucht. Dies

umfasst einerseits den Schwerpunkt der Psychotherapie aber auch weitere Therapieformen, wie

beispielsweise die Physiotherapie.

Die Recherche erfolgte mithilfe von Google Scholar sowie PubMed unter Verwendung der in die-

sem Kontext am häufigsten vorkommenden Begriffe und Begriffskombinationen, wie beispiels-

weise Therapeutic Intervention oder Homework Compliance. Darüber hinaus wurden Arbeiten

sowohl mit einem direkten Bezug zu mobiler Technologie, d.h. durch Kombination mit Mobile

Application oder Mobile Technology, als auch ohne einen solchen Bezug, untersucht.

Verwandte Arbeiten aus der Psychologie Bereits in der Einleitung wurde auf die ele-

mentare Bedeutung des Einsatzes therapeutischer Hausaufgaben im Rahmen einer Kognitiven

Verhaltenstherapie (KVT) hingewiesen, da diese maßgeblich zu einem positiven Therapiever-

lauf beitragen. Diese Tatsache wurde bereits von Beck, der als Pionier der KVT angesehen

wird, in seinem Buch Cognitive Therapy of Depression hervorgehoben [Bec79]. Auch fast 40

Jahre später hat sich daran nichts geändert, denn auch die aktuelle Forschung hält an der Be-

deutung therapeutischer Hausaufgaben fest. Dies zeigen sowohl Arbeiten, die sich wie Beck mit

der Behandlung von Depressionen beschäftigen [GS02, Mar12, TC06], aber auch Untersuchun-

gen, deren Fokus auf anderen psychischen Störungen liegt. In [CNB05] etwa wird gezeigt, dass

Patienten mit Kokainsucht signifikant weniger Kokain zu sich genommen haben, wenn ihnen

therapeutische Hausaufgaben zugeordnet wurden.

Die reine Zuteilung einer therapeutischen Hausaufgabe reicht bei weitem nicht aus, um einen

Therapieerfolg zu erzielen. Ein ebenfalls wesentlicher Aspekt hierbei spielt die sog. Hausaufga-

benadhärenz, d.h. die Einhaltung und Fertigstellung sowie die korrekte Ausführung der Haus-

aufgabe. Hierbei beschäftigen sich einige Arbeiten einerseits mit dem Zusammenhang zwischen

Hausaufgabenadhärenz und einem möglichen Therapieerfolg und andererseits mit Einflussfak-

Kapitel 3 Stand der Technik

toren und Ansätzen, um die Hausaufgabenadhärenz zu steigern bzw. zu erhalten. So zeigt

[MMR+10] in einer Meta-Analyse von 23 durchgeführten Studien mit 2183 Patienten, dass

eine kontinuierliche und wie vom Therapeuten intendierte Ausführung der Hausaufgaben zu

besseren Behandlungsergebnissen führt. Zu einem ähnlichen Ergebnis kommt [CNB05], hier

konnten deutlich umfangreichere und bessere Bewältigungsstrategien bei Suchtpatienten beob-

achtet werden.

Für die vorliegende Arbeit spielen vor allem Erkenntnisse für die Steigerung bzw. den Erhalt

der Hausaufgabenadhärenz eine wichtige Rolle, da hier seitens der Informatik und mittels mo-

derner Technologien ein Fortschritt erzielt werden kann. In [Tom02] werden Richtlinien und

Handlungsempfehlungen beschrieben, welche wichtige Anhaltspunkte und Anforderungen für

das zu entwickelnde Konzept darstellen. So wird beispielsweise darauf hingewiesen, dass die

Hausaufgabe erfüllbar bzw. machbar sein muss und die Fähigkeiten des Patienten miteinbezo-

gen werden müssen. Weiter sollen klare und im besten Fall schriftliche Anweisungen erfolgen.

In [DW99] wurde darüber hinaus ein heuristisches Modell zum besseren Verständnis der Eigen-

schaften der Hausaufgabenadhärenz entwickelt. Dabei werden Eigenschaften der Hausaufgabe,

des Patienten, aber auch des Therapeuten separat betrachtet und untersucht. Die Autoren stim-

men dabei mit [Tom02] überein, dass einerseits die Komplexität und der Schwierigkeitsgrad der

Hausaufgabe den Fähigkeiten des Patienten entsprechen müssen [CPPD94], andererseits wird

empfohlen, den Patienten mithilfe schriftlicher Erinnerungen zur Durchführung der therapeu-

tischen Hausaufgabe zu motivieren.

Tabelle 3.1 fasst die verwandten Arbeiten im Kontext der Kognitiven Verhaltenstherapie und

allgemein der Psychotherapie nochmals zusammen.

Kategorie Beschreibung Arbeiten

Genereller Einsatz

therapeutischer Haus-

aufgaben

Es existieren wissenschaftliche Ar-

beiten, welche sich mit dem gene-

rellen Einsatz therapeutischer Haus-

aufgaben beschäftigen.

[KAB+10] [HF04]

[KLD05] [Bec79]

[GS02] [TC06]

[DMB02] [CNB05]

[GSD06] [KDR00]

[FM08]

Hausaufgabenadhärenz Verschiedene Arbeiten fokussieren

auf den Erhalt bzw. die Steigerung

der Hausaufgabenadhärenz.

[GLNG06] [Lea02]

[LDCC13] [EC95]

[RMN05] [WDM07]

[FZS11] [Tom02]

[KL+07] [JS13]

[WRE+13] [LH96]

[CPPD94] [CTC88]

Therapieergebnisse

und -erfolg

Weitere Arbeiten untersuchen hin-

gegen die Effekte und Auswirkungen

einer gegebenen Hausaufgabenadhä-

renz auf den Therapieerfolg.

[WS14] [RMN05]

[NKK+08] [TC06]

[CT03] [LDCC13]

[LH96] [CNHLL+13]

[CNB05] [MMR+10]

Tabelle 3.1: Kategorisierte Forschungsarbeiten im Kontext therapeutischer Hausaufgaben in der Psy-

chotherapie

3.1 Aktuelle Forschung

Für die vorliegende Arbeit spielen aber vor allem die wissenschaftlichen Arbeiten und For-

schungsprojekte eine elementare Rolle, in denen die explizite Unterstützung therapeutischer

Hausaufgaben mittels Informationssystemen untersucht werden. Aus diesen Arbeiten ließen

sich wichtige Erkenntnisse und somit auch Anforderungen für das zu entwickelnde innovative

Konzept extrahieren.

Tabelle 3.2 zeigt eine Übersicht der untersuchten und berücksichtigten Arbeiten. Diese lassen

sich hinsichtlich der verwendeten Technologien in die drei Kategorien computerunterstützte,

internetbasierte und mobil unterstützte Konzepte unterteilen.

In [PN06] wird auf die positiven Effekte einer zunächst technologieunabhängigen Unterstützung

bei der Therapie von Angstpatienten mittels Computern hingewiesen. Dieses Ergebnis wird

in [SO01] untermauert, da auch nach der Anwendung computerunterstützter Interventionen

im Kontext von Autismus oder des Asperger Syndroms signifikant weniger Fehler durch die

Patienten auftraten. Gleiches wird ebenfalls in [BZEZ+13] berichtet, wobei hier kollaborative

Technologien im Rahmen des Schulalltags verwendet wurden.

Kategorie Beschreibung Arbeiten

Computerunterstützte

Interventionen

Es existieren Arbeiten, welche sich

mit der generellen IT-Unterstützung

therapeutischer Interventionen und

Hausaufgaben beschäftigen.

[PN06] [KSF+14]

[BZEZ+13] [SO01]

Online- bzw. Internet-

Interventionen

Weitere Arbeiten und Forschungs-

projekte fokussieren gezielt auf in-

ternetbasierte Interventionen, wel-

che mittels eines Webbrowsers zu-

gänglich sind.

[SB08] [LBM13]

[MSS+12] [KM10]

[DZT+13] [MDC+12]

[KFE+11] [GCM06]

[LMK+08] [GTM10]

[RTGF+09] [NFT+03]

[KMA+10]

Mobile Interventionen Arbeiten aus diesem Jahrzehnt be-

schäftigen sich hingegen vermehrt

mit der Integration mobiler Techno-

logie und deren Effekte auf thera-

peutische Interventionen und Haus-

aufgaben.

[RABS16] [MDW+15]

[BC08] [Pro13]

[HPW+11] [CCT13]

[RHR+13] [WAVD+14]

[NCT99] [KFE+13]

[MLPT+11] [RGP+13]

[MEK+12] [MKL+10]

[VLM+12] [JLK14]

[BMK+14]

[AJACGB+14]

[GBZL+11] [FJHB14]

[MKS+10] [BR17]

[MMSS+15] [TK17]

Tabelle 3.2: Kategorisierte Forschungsarbeiten im Kontext IT-unterstützter therapeutischer Hausauf-

gaben in der Psychotherapie

In der Kategorie der internetbasierten Interventionen, in welcher bereits für diese Arbeit re-

levante Erkenntnisse identifiziert werden konnten, zeigt das Forschungsprojekt SPARX einen

Kapitel 3 Stand der Technik

interessanten Ansatz zur Behandlung von Depressionen [MSS+12] auf. Hierbei werden mit-

tels eines Serious Games1Strategien zur Bewältigung negativer Gedanken und Gefühlen ver-

mittelt. Eine Studie mit 187 Teilnehmern konnte nachweisen, dass mit solch einer Form der

Internet-Intervention positive Veränderungen bei der Schwere der Depression zu beobachten

waren. [LMK+08] beschäftigt sich hingegen mit der Entwicklung der Online-Intervention Down

Your Drink2für die Behandlung von Alkoholsucht. Hierbei werden Strategien sowohl für den

Aufbau einer wirksamen Intervention gegeben als auch Handlungs- und Designempfehlungen

für deren Realisierung als Webseite. Eine wichtige Erkenntnis ist die klare Strukturierung der

Informationen sowie die Realisierung eines digitalen Tagebuchs.

Dass der Einsatz mobiler Endgeräte und Technologien für therapeutische Interventionen ver-

mehrt in den Fokus der Forschung rückt, zeigt nicht nur die Anzahl und Aktualität der un-

tersuchten Arbeiten, sondern auch die Tatsache, dass einzelne Ergebnisse in den praktischen

Einsatz überführt wurden, d.h. es stehen teils umfangreiche mobile Softwarelösungen für den Pa-

tienten zur Verfügung. [BR17] zeigt weiter, dass durch kontinuierliche Verwendung der mobilen

Anwendung MoodPrism3die Schwere einer Depression gesenkt und gleichzeitig das seelische

Wohlbefinden der Betroffenen gesteigert werden konnte. Die mobile Anwendung unterstützt

hierbei durch ein digitales Stimmungstagebuch sowie einem täglichen Feedback an den Pa-

tienten. [MMSS+15] beschreibt ähnliche Ergebnisse nach der vierwöchigen Verwendung der

mobilen Anwendung MedLink im Rahmen einer kontrollierten Studie. Darüber hinaus zeigt

[MMSS+15], dass ein flexibles Benachrichtigungskonzept von Vorteil ist, d.h. dass der Nut-

zer selbst über die Art der Erinnerung an eine Aufgabe entscheiden kann (z.B. SMS oder

Smartphone-Notification). Generell werden Erinnerungen und Benachrichtigungen als äußerst

wichtiges Konzept bewertet, um eine adäquate Hausaufgabenadhärenz zu erzielen. [RHR+13]

zeigt ein mobiles Anwendungskonzept für die Behandlung einer Posttraumatischen Belastungs-

störung (PTBS) mittels Anwendung der Prolonged Exposure Therapy (PE). Der sog. PE Coach

unterstützt den Patienten zwischen den Therapiesitzungen, indem zu absolvierende Aufgaben

geplant werden, zudem werden Symptome protokolliert und Audioaufnahmen der Therapiesit-

zung aufgenommen. Dies zeigt, dass nicht nur die reine Darstellung von Informationen (z.B.

Anweisungen zu einer Aufgabe) von großer Bedeutung ist, sondern dass zudem sensorische

Anforderungen an die mobilen Anwendungen gestellt werden.

[TK17] beschäftigt sich detailliert und umfangreich mit der mobilen Unterstützung therapeu-

tischer Hausaufgaben und definiert dazu die folgenden sechs elementaren Funktionen und An-

forderungen an eine mobile Anwendung, um mit dieser die Hausaufgabenadhärenz zu maximie-

ren:

1. Mit Therapie übereinstimmen: Die mobile Anwendung soll ausschließlich interventi-

onsrelevanten Inhalt besitzen, der mit der Therapie übereinstimmt. Dies bedeutet insbe-

sondere, dass die unterschiedlichen in der KVT genutzten Hausaufgabentypen, wie bei-

spielsweise Psychoedukation oder Selbstbewertung, unterstützt werden müssen. Darüber

hinaus muss die mobile Anwendung in der Lage sein, je nach Therapiefortschritt, andere

Hausaufgabentypen zu nutzen.

1Computerspiele deren primäres Ziel nicht die Unterhaltung sondern das Vermitteln von Information und

Wissen ist.

2www.downyourdrink.org.uk

3www.moodprismapp.com

3.1 Aktuelle Forschung

2. Lernen fördern: Die therapeutischen Hausaufgaben sollen einfach sein, nicht zu lange

dauern und mit ausführlichen Anweisungen angereichert sein. Weiter ist es empfehlens-

wert, dass die mobile Anwendung die Komplexität und den Schwierigkeitsgrad an den

Therapiefortschritt des Patienten anpasst, wozu dieser kontinuierlich erfasst werden muss.

3. Therapie unterstützen: Die mobile Anwendung soll den Therapeuten bei seiner Auf-

gabe unterstützen, den Patienten anzuleiten und ihm Feedback zur Verfügung zu stellen.

Darüber hinaus soll die mobile Anwendung sicherstellen, dass die Hausaufgabe verständ-

lich ist sowie dass sie bewertet und kommentiert werden kann.

4. Verbindungen aufbauen: Es muss darauf geachtet werden, dass trotz der Möglich-

keiten heutiger mobiler Endgeräte der Patient nicht daran gehindert wird, tiefergehende

Verbindungen einzugehen. Vor allem im Hinblick auf die äußerst wichtige Beziehung zwi-

schen Therapeut und Patient dürfen keine negativen Einflüsse erfolgen. Um Verbindungen

verstärkt aufzubauen, sollen beispielsweise moderierte Foren oder Communities in die An-

wendung integriert werden.

5. Ausführung unterstreichen: Es ist äußerst wichtig, dass Patienten der positive The-

rapieverlauf und dessen Fortschritt sichtbar gemacht werden, etwa mit Verlaufsgrafiken.

Darüber hinaus gilt das Credo, dass die Ausführung vor dem Ergebnis kommt, d.h. der Pa-

tient soll ermutigt werden, die Hausaufgabe zumindest auszuführen bzw. fertigzustellen.

Hierzu sollen beispielsweise automatisch motivierende Nachrichten verschickt werden.

6. Zielgruppe beachten: Die mobile Anwendung soll die Charakteristika der Nutzergruppe

berücksichtigen und adressieren, d.h. kulturelle sowie geschlechts- und ausbildungsspezi-

fische Eigenschaften der Nutzer müssen beachtet werden.

Tabelle 3.3 gleicht obige Anforderungen und Funktionen mit jenen des in dieser Arbeit ent-

wickelten Konzepts MobileTx ab. Dabei wird bewertet, in welchem Umfang MobileTx den

Empfehlungen von [TK17] folgt.

○2

○3

○4

○5

○6

○

MobileTx

Vollständig Weitestgehend Eingeschränkt Keine

Tabelle 3.3: Berücksichtigung der von [TK17] empfohlenen Funktionen durch MobileTx

Die Auswahl der hier untersuchten Arbeiten zeigt eine hohe Relevanz mobiler Endgeräte und

Anwendungen im Kontext therapeutischer Interventionen und Hausaufgaben, jedoch fokussiert

nahezu jede Arbeit auf eine spezifische Therapieform bzw. eine explizite Behandlungsmethode.

Es konnte kein generischer Ansatz identifiziert werden, welcher grundlegende Elemente (z.B.

Benachrichtigung, Darstellung von Anweisungen, etc.) aller Szenarien berücksichtigt und hier-

für ein umfangreiches Konzept zur Verfügung stellt. Nur wenn eine solche generische Lösung

bereitgestellt wird, werden sich mobile Anwendungen in diesem Kontext dauerhaft etablieren.

Verwandte Arbeiten aus weiteren Therapieformen und Szenarien Die Unterstüt-

zung von therapeutischen Interventionen mittels mobilen Endgeräten stellt auch im Kontext

anderer Therapieformen, etwa der Physiotherapie, einen Forschungsschwerpunkt dar. So zeigt

Kapitel 3 Stand der Technik

[PPB+12], dass die Integration und Verwendung mobiler Technologie zur Rehabilitationsun-

terstützung großes Potential besitzt. Auch [DPF+15] kommt zu dem Ergebnis, dass durch den

Einsatz von mHealth Anwendungen im Rahmen einer physiotherapeutischen Intervention deren

Effizienz gesteigert werden kann.

Aber auch zu therapiefremden Szenarien, bei denen Hausaufgaben eine Rolle spielen, finden sich

Forschungsarbeiten, die sich mit der Integration mobiler Endgeräte beschäftigen. In [BBSL15]

wird der einjährige Einsatz der mobilen Anwendung SamEx untersucht, welche Schüler bei der

Bewältigung der Hausaufgaben unterstützt. Hierzu werden neben Erinnerungen an die Haus-

aufgabe ein Gamification-Konzept genutzt, um die Schüler zu motivieren. [BBSL15] kommt zu

dem Ergebnis, dass der kollaborative Einsatz mobiler Technologie positive Auswirkungen auf

Ergebnisse der Schüler hat. Auch [TL04] kommt zu solch einem positiven Ergebnis. [RGW08]

wiederum beschäftigt sich mit den Effekten mobiler Anwendungen auf die extrinsische Mo-

tivation4sowie den vorhandenen Leistungsdruck und die Lernleistung von Schülern. Dabei

konnte eine gesteigerte Motivation ohne gleichzeitigen Anstieg des Drucks gemessen werden,

wenn Schüler mobile Anwendungen innerhalb und außerhalb des Schulunterrichts verwendet

haben.

Auch für weitere Therapieformen und Szenarien wird an vielversprechenden Lösungen gearbei-

tet, jedoch zeigt sich auch hier, dass meist Lösungen für spezifische Beschwerden oder Lerna-

spekte adressiert werden, ohne dazu ein allgemeineres, d.h. generisches, Konzept zu entwickeln.

Probleme dieser projektbezogenen Lösungen sind daher die hohen Entwicklungs- und War-

tungskosten sowie die fehlende Unterstützung bei der Konfiguration der Anwendungsinhalte.

Ebenso wenig erlauben diese Lösungen die in Kapitel 2.4 geforderte Flexibilität und Dynamik

bei der Durchführung der Hausaufgaben.

3.2 Existierende Technologien

Es existieren bereits einige Softwarelösungen und Technologien, die Patienten während einer

therapeutischen Intervention im Rahmen einer Psycho- oder Physiotherapie unterstützen. Die

Unterstützung kann hierbei einerseits bedeuten, dass dem Patienten digitale Tagebücher, etwa

Stimmungs- oder Angsttagebücher, zur Verfügung gestellt werden und andererseits, dass dem

Patienten Aufgaben und Übungen präsentiert werden, die in bestimmten zeitlichen Abständen

durchzuführen sind. Die Präsentation der Hilfsmittel und Informationen erfolgt entweder rein

browserbasiert oder mittels einer spezifischen mobilen Anwendung.

Ein wichtiges Kriterium zur Unterscheidung der einzelnen Lösungen ist, ob diese einen Fachex-

perten, wie beispielsweise einen Arzt, einen approbierten Therapeuten oder einen Coach, mit

in das Anwendungsszenario involvieren. Dies bedeutet, dass der Fachexperte einerseits Patien-

teninformationen, die durch die Verwendung der Softwarelösung gesammelt werden, erhält und

auswerten kann. Andererseits kann er aktiv auf die Inhalte, Aufgaben und Übungen, die dem

Patienten zur Verfügung gestellt werden, zugreifen und diese konfigurieren.

Abbildung 3.1 zeigt am Beispiel der psychischen Erkrankung Depression einen Auszug an exis-

tierenden Lösungen, deren Einsatz sowohl begleitet erfolgt, d.h. mit Involvierung eines Fach-

experten, als auch unbegleitet, d.h. zur reinen Selbstdiagnose bzw. -therapie. Hierbei gilt es zu

4Durch äußere Reize hervorgerufene Form der Motivation, wie zum Beispiel monetäre Belohnung

3.2 Existierende Technologien

beachten, dass bei der Verwendung einer begleiteten Lösung, die Unterstützung durch einen

Arzt bzw. approbierten Therapeuten von jener eines Coaches zu unterscheiden ist.

Begleitet durch Ärzte und

approbierte Psychotherapeuten Ungeleitete therapeutische

Interventionen

Begleitet durch Berater

oder Coaches

Abbildung 3.1: Technologien für die Behandlung von Depressionen (angelehnt an [fra16])

Das in dieser Arbeit entwickelte Rahmenwerk fokussiert vor allem auf die mobile Unterstützung

therapeutischer Interventionen, welche begleitet im Rahmen einer entsprechenden Therapie an-

gewandt werden. Gerade dann spielt das Patientenfeedback eine elementare Rolle und führt

dazu, dass patientenspezifische therapeutische Hausaufgaben während der Intervention vom

Experten angepasst werden.

Aus diesem Grund werden in den folgenden Abschnitten zwei begleitete Lösungen näher betrach-

tet. Hieraus sollen wichtige Erkenntnisse für das zu entwickelnde generische Konzept gewonnen

und darauf basierend entsprechende Anforderungen abgeleitet werden.

3.2.1 minddistrict

Minddistrict5ist eine E-Mental-Health-Plattform, die im Jahr 2008 gegründet wurde und in-

zwischen mehr als 200.000 Nutzer verzeichnet [min18b]. Das selbsterklärte Ziel dieser Plattform

ist es, technische Unterstützung bei der Besserung, Prävention und Nachsorge von psychischen

5https://www.minddistrict.com/

Kapitel 3 Stand der Technik

Beschwerden und Erkrankungen bereitzustellen. Diese Unterstützung erfolgt für den Patienten

durch therapeutische Hausaufgaben, die von minddistrict als Online-Interventionen bezeich-

net werden. Letztere umfassen verschiedene Inhalte, Aufgabe und Übungen unterschiedlichen

Typs, die von einem Therapeuten mithilfe eines speziellen Content-Management-Systems er-

stellt werden können (vgl. Abbildung 3.2a). Diese Interventionen werden dem Patienten ent-

weder browserbasiert6oder innerhalb der in Abbildung 3.2b dargestellten mobilen Anwendung

zur Verfügung gestellt.

(a) Content-Management-System zur Erstellung einer Online-

Intervention [min18b]

(b) Ansichten einer Online-Intervention in der

mobilen Anwendung [min18b]

Abbildung 3.2: Therapeuten- und Patientenansichten von minddistrict [min18b]

Zu den Elementen, die innerhalb einer Online-Intervention von minddistrict genutzt werden

können [min18a], gehören u.a. folgende:

•Textuelle Beschreibung: Zur Darstellung spezifischer textueller Informationen oder

Übungsanweisungen können vorformatierte Textelemente der Intervention hinzugefügt

werden.

•Multimediale Inhalte: Bilder, Videos oder Audios können mittels spezifischer Elemente

in die Intervention eingefügt werden, etwa um Übungen mittels eines Videos detailliert

zu erläutern.

•Fragebögen: Um Informationen vom Patienten zu erhalten, die einerseits für das Pati-

entenfeedback genutzt und andererseits dem Patienten selbst zu Verfügung gestellt wer-

den können, erlaubt minddistrict verschiedene Fragetypen einzubinden, wie beispielsweise

Multiple-Choice oder Freitext.

Die einzelnen Elemente der Online-Intervention werden nach deren Zuweisung vom Patien-

ten mittels der mobilen Anwendung oder mittels eines Browsers sukzessive durchgeführt und

durchgearbeitet. Mithilfe von sog. Triggern erlaubt minddistrict die Festlegung bedingter Ver-

zweigungen innerhalb der Intervention, d.h. das nächste Element wird hier basierend auf den

vorher vom Patienten gegebenen Antworten gewählt.

6Die Nutzung der Anwendung erfolgt online mittels eines Webbrowsers, ohne dass eine spezifische Anwendung

installiert sein muss.

3.2 Existierende Technologien

Stand heute ist es mit minddistrict nicht möglich, sensorische Messungen während der Ausfüh-

rung einer Online-Intervention durchzuführen, sodass für die Wirksamkeit einer Intervention

wichtige Informationen, etwa verschiedene Vitalparameter, nicht erfasst werden können.

Die verschiedenen Ausführungszeitpunkte einer Online-Intervention werden vom Therapeuten

konfiguriert. Diese können als täglich oder wöchentlich spezifiziert sein oder aber durch Angabe

eines expliziten Zeitpunkts (z.B. am Dienstag um 10 Uhr) fixiert werden. Es ist hingegen

nicht möglich die Ausführungszeitpunkte anhand eines erweiterten Ausführungskontexts zu

definieren, dass etwa eine Intervention nur an einem bestimmten Ort erfolgen soll.

Die Online-Intervention wird dem Patienten mithilfe von Benachrichtigungen und Erinnerungen

angekündigt, die in Form von Emails oder mittels sog. Notifications auf dem mobilen Endgerät

[min18c] erfolgen.

Neben der Konfiguration eigener Online-Interventionen werden sog. Module angeboten, die be-

reits vorgefertigte und vorkonfigurierte Interventionen für unterschiedliche psychische Erkran-

kungen und Therapieformen (z.B. Kognitive Verhaltenstherapie oder Schematherapie) beinhal-

ten. Diese können einem Patienten einfach zugeordnet werden [min18c].

3.2.2 TelePsy

Die Plattform TelePsy7ist eine weitere E-Mental-Health-Plattform, die 2010 von Experten

unterschiedlicher Disziplinen in den Niederlanden etabliert wurde [tel18c]. Im Gegensatz zu

minddistrict verfügt diese Plattform über keine mobile Anwendung, sondern der Patient hat

die therapeutischen Interventionen ausschließlich mittels eines Webbrowsers durchzuführen.

TelePsy bietet dem Therapeuten umfangreiche Funktionen, um sowohl Patienten als auch the-

rapeutische Interventionen sowie deren Bestandteile komfortabel zu verwalten.

Neben verschiedenen Screening-Tests, wie beispielsweise der im Kontext der Depression oft ge-

nutzte PHQ-9, bietet diese Lösung verschiedene Inhalte (z.B. Videos, etc.) zur Psychoedukation

an, d.h. zur Vermittlung wissenschaftlich fundierter Informationen für Betroffene über deren

psychische Erkrankung.

Hinsichtlich der Verwaltung und Zuordnung von Aufgaben, Übungen und Hilfsmitteln bietet

TelePsy eine umfangreiche Auswahl an vorkonfigurierten Übungen für verschiedene Therapie-

formen, wie der Kognitiven Verhaltenstherapie oder der Akzeptanz- und Commitmenttherapie

(vgl. Abbildung 3.3a). Diese sind aber nicht konfigurierbar, d.h. es können weder Fragen noch

multimediale Inhalte dieser Übungen von einem Therapeuten patientenspezifisch angepasst

werden.

Die Übungen innerhalb von TelePsy bestehen meist aus HTML5-Formularen, die vom Patienten

ausgefüllt werden müssen (vgl. Abbildung 3.3b). Darüber hinaus stehen weitere Übungstypen

zur Verfügung (z.B. Meditationsübungen), welche aus multimedialen Inhalten (z.B. Videos,

Audioaufnahmen) bestehen.

TelePsy erlaubt dem Therapeuten weder die Festlegung spezifischer Ausführungszeitpunkte

noch einer exakten Reihenfolge für die Übungen. Nach ihrer Zuordnung stehen die Übungen

dem Patienten unmittelbar zu Verfügung, er kann sie beliebig nacheinander durchführen. Dar-

über hinaus muss eine wiederholte Durchführung der Übung manuell durch den Therapeuten

7https://www.telepsy.de/

Kapitel 3 Stand der Technik

angeordnet werden, d.h. wenn der Patient die Übung absolviert hat, ist diese für ihn nicht mehr

verfügbar, bis der Therapeut diese erneut zuordnet.

(a) Ausschnitt der Ansicht aller verfügbarer Übungen

[tel18a]

(b) Aufbau der Übung “Gedankenformel” [tel18a]

Abbildung 3.3: Verwaltungsdialoge von TelePsy [tel18a]

Sensorische Messungen zur Erfassung von Vitalparametern oder kontextuellen Informationen

sind zum aktuellen Zeitpunkt nicht möglich, sodass für die Wirksamkeit einer Intervention u.U.

wichtige Informationen nicht zur Verfügung stehen.

Die Benachrichtigung des Patienten erfolgt wie bei minddistrict mittels einer vordefinierten

Email, die dem Patienten mitteilt, dass ihm eine neue Übung zugeordnet wurde. Wann er

diese jedoch ausführt, bleibt ihm überlassen. Nach Beendigung der Übung wird der Therapeut

entsprechend informiert und ihm die Formularinhalte bereitgestellt.

Mithilfe sog. Module bietet TelePsy vorgefertigte Interventionen bestehend aus psychoeduka-

tiven Inhalten, verschiedenen Übungen und Videos. Diese können selbstständig und weitestge-

hend unabhängig vom Therapeuten genutzt werden [tel18b].

3.3 Fazit

Sowohl die umfangreiche Untersuchung bereits vorhandener und verwandter Forschungsarbei-

ten als auch die detaillierte Betrachtung kommerzieller Technologien zeigen, dass das in dieser

Arbeit zu entwickelnde Konzept einer flexiblen und mobilen Unterstützung therapieunabhän-

giger Interventionen und die dabei zu berücksichtigenden Herausforderungen von bisher noch

keiner Forschungsarbeit adressiert wurden. Weder von Seiten der Psychologie noch seitens der

Informatik existieren generische Konzepte und Lösungen, welche die Konfiguration individuel-

ler therapeutischer Hausaufgaben erlauben sowie deren korrekte Ausführung auf dem mobilen

Endgerät garantieren.

Teil V

Fazit

261

Zusammenfassung und Ausblick

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, therapeutische Interventionen und insbesondere die

darin zum Einsatz kommenden therapeutischen Hausaufgaben mithilfe mobiler Technologie zu

unterstützen, um deren Wirksamkeit zu verstärken und somit den Therapieerfolg positiv zu

beeinflussen. Hierzu war es notwendig, die Unterstützung aus zwei Perspektiven zu betrachten.

Einerseits musste aus Sicht des Patienten herausgefunden werden, welche technischen Aspekte

diesem gezielt bei der korrekten Durchführung der Hausaufgabe helfen und eine akzeptable

Hausaufgaben-Adhärenz wahren. Andererseits musste aus Sicht des Therapeuten festgestellt

werden, wie sie therapeutische Interventionen erstellen, konfigurieren und verwalten können.

Um dieses Ziel zu erreichen, mussten teils komplexe Anforderungen unterschiedlicher Fach-

bereiche berücksichtigt werden. Da weder die Literatur der Psychologie noch der Informatik

generelle, d.h. therapie- und szenarienunabhängige Anforderungen in ausreichend betrachten,

wurden verschiedene Fallstudien durchgeführt, deren spezifische Empfehlungs- und Nutzungs-

prozeduren für Hausaufgaben generalisiert wurden, um daraus allgemeine Anforderungen für

das entwickelte Konzept abzuleiten. Weitere Erkenntnisse und Anforderungen konnten durch

die Realisierung prototypischer mobiler Anwendungen im Kontext therapeutischer Interventio-

nen gewonnen werden. Dadurch entstand ein umfangreicher Anforderungskatalog, der für eine

adäquate mobile Unterstützung therapeutischer Interventionen adressiert werden muss.

Abbildung 13.1 fasst die technischen Kernbeiträge der vorliegenden Arbeit grafisch entlang des

Prozesslebenszyklus zusammen. Der erste Lösungsbeitrag dieser Arbeit ist, neben der Ableitung

eines umfangreichen Anforderungskatalogs, die Entwicklung eines realistischen und anspruchs-

vollen Prozess-Metamodells, das es erlaubt, therapeutische Hausaufgaben unterschiedlicher Art

durch ein Prozessmodell zu beschreiben, das dann auf einem mobilen Endgerät ausgeführt wer-

den kann. Der zweite Lösungsbeitrag ermöglicht die geführte Modellierung und Konfiguration

einer therapeutischen Intervention. Hierzu wurde zunächst ein mobiler Prozess konzipiert, der

spezifische Modellierungs- und Konfigurationsebenen definiert. Diese ermöglichen, zusammen

mit den ebenfalls entwickelten ebenenspezifischen Interventionsoperationen, eine geführte Mo-

dellierung des mobilen Prozesses unter Wahrung der im Prozess-Metamodell definierten hier-

archischen Struktur einer therapeutischen Intervention. Für eine effiziente und komfortable

Modellierung durch einen Fachexperten, unter Anwendung und Berücksichtigung der im mo-

bilen Prozess definierten Ebenen sowie deren Interventionsoperationen, wurde eine grafische

Modellierungssprache entwickelt, deren Anwendbarkeit durch eine umfangreiche Studie evalu-

iert wurde. Der dritte Lösungsbeitrag adressiert die korrekte Ausführung einer therapeutischen

Intervention auf dem mobilen Endgerät, einerseits durch deren Transformation in ein ausführ-

bares Prozessmodell, andererseits durch Bereitstellung von (Complex) Executable Components.

Der Prozess wird dabei durch eine auf dem mobilen Endgerät installierte mobile Ausführungsen-

gine verwaltet und gesteuert, welche die vorkonfigurierten (Complex) Executable Components

263

Kapitel 13 Zusammenfassung und Ausblick

instantiiert und startet. Gemeinsam mit der mobilen Ausführungsengine ermöglichen (Com-

plex) Executable Components ein umfangreiches Monitoring der therapeutischen Intervention

einerseits durch Protokollierung ausführungsspezifischer Informationen, andererseits durch die

Integration und Nutzung interner und externer Sensoren des mobilen Endgeräts.

Design &

Analyse

Konfiguration

Ausführung

Evaluation

Business Process

Identification

Validation

Simulation

Test &

Bereitstellung

Systemauswahl

Monitoring

Wartung

Process Mining

Business Process

Lifecycle

Business Process Monitoring

Entwicklung &

Implementierung

Ebenbasierter Mobiler Prozess

Interventionsoperationen

(Complex) Executable ComponentsMobile Ausführung therapeutischer Hausaufgaben

Albatros Prototyp

Future Work

Grafische Modellierungssprache

Prozess-Metamodell

Abbildung 13.1: Zusammenfassung der Kernbeiträge dieser Arbeit

Abbildung 13.1 zeigt zudem, dass das Rahmenwerk die Evaluationsphase des Prozesslebens-

zyklus nicht berücksichtigt, da der Fokus der vorliegenden Arbeit gezielt auf der Entwicklung

geeigneter Konzepte für die Modellierung, Konfiguration und Ausführung einer therapeutischen

Intervention liegt. Soll hingegen eine automatisierte und effiziente Auswertung der während der

Ausführung einer prozessorientierten Hausaufgabe gesammelten Informationen erfolgen, kön-

nen heutige Process- und Data-Mining Algorithmen einbezogen werden. Mithilfe von Process

Mining, wie in [LRW11, LRW10, LRW09b, LRW09a, LRW09c] gezeigt, lässt sich der tatsäch-

liche Ablauf einer vom Patienten durchgeführten therapeutischen Hausaufgabe rekonstruieren

und analysieren. Bricht ein Patient die Hausaufgabe oder auch eine einzelne Patientenaktivität

264

ab oder hält er sich nicht an die vorgegebene Ausführungsdauer, so kann diese durch die Analyse

des Ausführungsprotokolls mittels Process-Mining identifiziert und somit vom Therapeuten im

Sinne einer bestmöglichen Wirksamkeit der Intervention entsprechend berücksichtigt werden.

Auf Basis aller gesammelten Daten, inklusive deren des Patientenfeedbacks und der sensori-

schen Messungen, lassen sich mithilfe entsprechender Data Mining [Obe04, KT+11] Ansätze

neue Muster innerhalb der Hausaufgabenausführung identifizieren, d.h. Regelmäßigkeiten, Wie-

derholungen, Ähnlichkeiten oder Gesetzmäßigkeiten. Angewandt auf die Daten eines Patienten

lassen sich so beispielsweise Zusammenhänge zwischen den im Patientenfeedback berichteten

Ängsten und dem Aufenhaltsort (bestimmt durch eine sensorische Messung), an welchem die

Hausaufgabe durchgeführt wurde, erkennen. Dies könnte zudem durch Auswertung weiterer Vi-

talparameter, etwa einer erhöhten Herzfreqzenz, untermauert werden. Diese Form der Auswer-

tung erlaubt es aber nicht nur, patientenspezifische Erkenntnisse zu gewinnen, sondern darüber

hinaus, ebenso therapiespezifisches Wissen zu generieren. Dies bedeutet, dass mittels adäquater

statistischer Verfahren des Data Mining interventionsspezifische Daten patientenübergreifend

analysiert und dadurch ein allgemeiner Erkenntnisgewinn erzielt werden kann.

Der von MobileTx berücksichtigte Ausführungskontext wird mittels verschiedener endogener

und exogener Kontextparamater beschrieben. Sie erlauben es, die in den Fallstudien beschrie-

benen und von den Experten gewünschten Szenarien bestmöglich abzubilden. Für den Einsatz

von MobileTx in weiteren Therapien bzw. in therapiefremden Szenarien, in denen andere spezi-

fische Kontextinformationen existieren, ist es notwendig, den Ausführungskontext bzw. dessen

Schema entsprechend zu erweitern, um allen Anforderungen gerecht zu werden.

Die angemessene Benutzbarkeit der im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Modellierungsspra-

che wurde mithilfe der Studie bereits gezeigt, jedoch konnte bei zunehmend komplexeren the-

rapeutischen Hausaufgaben festgestellt werden, dass vermehrt Fehler bei der Modellierung auf-

traten. Diesen Umstand gilt es zu untersuchen, um die Modellierungssprache dahingehend zu

optimieren, dass auch komplexe Hausaufgaben effizient und korrekt erstellt werden können.

Gerade im Kontext medizinischer Anwendungen, in denen patientenbezogene Daten erfasst, ge-

speichert und analysiert werden, gilt es die geltenden gesetzlichen Regularien zu berücksichtigen,

sodass die Integration adäquater Compliance-Konzepte, wie in [Ly13, LRMGD09, CRRC11] be-

trachtet, in Erwägung gezogen werden sollte.

Die Fallstudien haben gezeigt, dass zeitliche Aspekte (z.B. Ausführungsdauer) teils von großer

Bedeutung sind. Um die existierenden Herausforderungen, vor allem bei der Ausführung kom-

plexer und langlaufender Patientenaktivitäten, zu beherrschen, müssen erweiterte Konzepte,

wie in [LPCR15, LWR14, LR14a, LR14b, LPCR13] vorgestellt, berücksichtigt werden.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein neues und umfangreiches Konzept geschaffen, das

durch den konsequenten Einsatz moderner mobiler Endgeräte, therapeutische Interventionen

und Hausaufgaben unterschiedlicher Fachbereiche dahingehend unterstützt, dass die intendierte

Wirksamkeit therapeutischer Interventionen erhalten oder gar verbessert werden kann.

Darüber hinaus leistet MobileTx auch Beiträge für das Gesundheitswesen im Allgemeinen.

Erstens kann MobileTx als ein Beitrag im Rahmen der fortschreitenden Digitalisierung in der

Medizin angesehen werden. Zweitens hilft es ggf. Patienten, Wartezeiten auf eine Antwort vom

Therapeuten zu reduzieren. Drittens können mit Konzepten wie MobileTx Kosten im Gesund-

heitswesen eingespart werden. Schließlich erlaubt MobileTx Wissenschaftlern, neuartige Studien

durchzuführen und dadurch neue Erkenntnisse zu gewinnen.

265

Kapitel 13 Zusammenfassung und Ausblick

266

Literaturverzeichnis

[Aal98] Aalst, W.M.P. van d.: The application of Petri nets to workflow management.

In: Journal of Circuits, Systems, and Computers 8 (1998), Nr. 01, S. 21–66

[AJACGB+14] Alvarez-Jimenez, M. ; Alcazar-Corcoles, M. ; Gonzalez-Blanch, C. ;

Bendall, S. ; McGorry, P. ; Gleeson, J.: Online, social media and mobile

technologies for psychosis treatment: a systematic review on novel user-led

interventions. In: Schizophrenia Research 156 (2014), Nr. 1, S. 96–106

[all11] Depression: Wie die Krankheit unsere Seele belastet.https://www.allianz.

com/v_1339452000000/media/press/document/other/allianz_report_

depression.pdf, 2011. – [Online; Abgerufen am 27. Juli 2018]

[Ans16] Anselm, E.: Lehren und Lernen im Instrumentalunterricht: Ein pädagogisches

Handbuch für die Praxis. Schott Music, 2016

[aok16] AOK Heilmittelbericht 2016: Ergotherapie, Sprachtherapie, Physiotherapie,

Podologie. (2016)

[aqu18] Aqua jogging: correr en el agua.https://running.es/consejos/

aqua-jogging-correr-en-el-agua, 2018. – [Online; Abgerufen am 01. Okto-

ber 2018]

[ASR17] Andrews, K. ; Steinau, S. ; Reichert, M.: Enabling Fine-grained Access

Control in Flexible Distributed Object-aware Process Management Systems.

In: 21st IEEE Int’l Enterprise Distributed Object Computing Conf, 2017

[ATH05] Aalst, W.M.P. van d. ; Ter Hofstede, A.: YAWL: yet another workflow

language. In: Information Systems 30 (2005), Nr. 4, S. 245–275

[bad18] Flat Gamification Icons by Ahkam.https://www.freeiconspng.com/img/508,

2018. – [Online; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

[Bai76] Baines, A.: Brass instruments: their history and development. Courier

Corporation, 1976

[BBSL15] Boticki, I. ; Baksa, J. ; Seow, P. ; Looi, C.: Usage of a mobile social learning

platform with virtual badges in a primary school. In: Computers & Education

86 (2015), S. 120–136

[BC08] Boschen, M. ; Casey, L.: The use of mobile telephones as adjuncts to cognitive

behavioral psychotherapy. In: Professional Psychology: Research and Practice

39 (2008), Nr. 5, S. 546

[Bec79] Beck, A.: Cognitive therapy of depression. Guilford press, 1979

[bel18] Belohnungsplan.https://www.mehr-vom-tag.de/fileadmin/user_upload/

PDF/Belohnungsplan_ADHS.pdf, 2018. – [Online; Abgerufen am 01. Oktober

2018]

[Ber16] Berger, M.: Versorgung psychisch Erkrankter: endlich Bewegung bei den

Finanzierungssystemen. In: InFo Neurologie & Psychiatrie 18 (2016), Nr. 9, S.

3–3. – ISSN 2195–5166

267

Literaturverzeichnis

[BH02] Blagys, M. ; Hilsenroth, M.: Distinctive activities of cognitive–behavioral

therapy: A review of the comparative psychotherapy process literature. In:

Clinical Psychology Review 22 (2002), Nr. 5, S. 671–706

[BK89] Borgart, E.-J. ; Kemmler, L.: Hausaufgaben in der Psychotherapie. In:

Psychologische Rundschau 40 (1989), Nr. 1, S. 10–17

[Blo15] Blome, J.: Implementation and evaluation of a mobile Android application

for auditory stimulation of chronic tinnitus patients. In: Master Thesis, Ulm

University (2015)

[BMK+14] Burner, E. ; Menchine, M. ; Kubicek, K. ; Robles, M. ; Arora,

S.: Perceptions of successful cues to action and opportunities to augment

behavioral triggers in diabetes self-management: qualitative analysis of a mobile

intervention for low-income Latinos with diabetes. In: Journal of Medical

Internet Research 16 (2014), Nr. 1

[BMM05] Baresi, L. ; Maurino, A. ; Modafferi, S.: Workflow partitioning in mobile

information systems. In: Mobile Information Systems. Springer, 2005, S. 93–106

[boo18] Twitter Bootstrap.http://getbootstrap.com/, 2018. – [Online; Abgerufen

am 01. Oktober 2018]

[BR17] Bakker, D. ; Rickard, N.: Engagement in mobile phone app for

self-monitoring of emotional wellbeing predicts changes in mental health:

MoodPrism. In: Journal of Affective Disorders 227 (2017), S. 432–442

[BTA+18] Beierle, F. ; Tran, V. ; Allemand, M. ; Neff, P. ; Schlee, W. ; Probst,

T. ; Pryss, R. ; Zimmermann, J.: Context Data Categories and Privacy Model

for Mobile Data Collection Apps. In: The 15th Int’l Conf on Mobile Systems

and Pervasive Computing, 2018

[Bun17a] Bundesagentur für Arbeit:Steckbrief: Musiklehrerin.https:

//berufenet.arbeitsagentur.de/berufenet/faces/index?path=null/

kurzbeschreibung&dkz=9471&such=Musiklehrer. Version:2017

[Bun17b] Bundesausschuss, Gemeinsamer: Richtlinie des

Gemeinsamen Bundesausschusses über die Durchführung der Psychotherapie.

https://www.g-ba.de/downloads/62-492-713/PT-RL_2013-04-18.pdf.

Version:2017

[Bus16] Busch, B.: Grundwissen Instrumentalpädagogik: Ein Wegweiser für Studium

und Beruf. Breitkopf & Härtel, 2016

[BZEZ+13] Bauminger-Zviely, N. ; Eden, S. ; Zancanaro, M. ; Weiss, P. ; Gal, E.:

Increasing social engagement in children with high-functioning autism spectrum

disorder using collaborative technologies in the school environment. In: Autism

17 (2013), Nr. 3, S. 317–339

[CCT13] Cardi, V. ; Clarke, A. ; Treasure, J.: The use of guided self-help

incorporating a mobile component in people with eating disorders: A pilot

study. In: European Eating Disorders Review 21 (2013), Nr. 4, S. 315–322

268

Literaturverzeichnis

[CNB05] Carroll, K. ; Nich, C. ; Ball, S.: Practice makes progress? Homework

assignments and outcome in treatment of cocaine dependence. In: Journal of

Consulting and Clinical Psychology 73 (2005), Nr. 4, S. 749

[CNHLL+13] Cammin-Nowak, S. ; Helbig-Lang, S. ; Lang, T. ; Gloster, A. ; Fehm,

L. ; Gerlach, A. ; Ströhle, A. ; Deckert, J. ; Kircher, T. ; Hamm, A.

u.a.: Specificity of homework compliance effects on treatment outcome in CBT:

evidence from a controlled trial on panic disorder and agoraphobia. In: Journal

of Clinical Psychology 69 (2013), Nr. 6, S. 616–629

[CPPD94] Conoley, C. ; Padula, M. ; Payton, D. ; Daniels, J.: Predictors of client

implementation of counselor recommendations: Match with problem, difficulty

level, and building on client strengths. In: Journal of Counseling Psychology

41 (1994), Nr. 1, S. 3

[CRRC11] Cabanillas, C. ; Resinas, M. ; Ruiz-Cortés, A.: Exploring features of a

full-coverage integrated solution for business process compliance. In: Int’l Conf

on Advanced Information Systems Engineering Springer, 2011, S. 218–227

[CT03] Coon, D. ; Thompson, L.: The relationship between homework compliance

and treatment outcomes among older adult outpatients with mild-to-moderate

depression. In: The American Journal of Geriatric Psychiatry 11 (2003), Nr.

1, S. 53–61

[CTC88] Cox, D. ; Tisdelle, D. ; Culbert, J.: Increasing adherence to behavioral

homework assignments. In: Journal of Behavioral Medicine 11 (1988), Nr. 5,

S. 519–522

[DDKN11] Deterding, S. ; Dixon, D. ; Khaled, R. ; Nacke, L.: From Game Design

Elements to Gamefulness: Defining "Gamification". In: Proc of the 15th Int’l

Academic MindTrek Conf: Envisioning Future Media Environments. New York,

NY, USA : ACM, 2011 (MindTrek ’11), S. 9–15

[dgp18] DGPPN - Zahlen und Fakten der Psychiatrie und

Psychotherapie.https://www.dgppn.de/_Resources/Persistent/

328e6e8b7b11297a3c719fb27e01ec9abad629aa/Factsheet_Psychiatrie.

pdf, 2018. – [Online; Abgerufen am 15. Mai 2018]

[DM08] Decker, G. ; Mendling, J.: Instantiation semantics for process models. In:

Int’l Conf on Business Process Management Springer, 2008, S. 164–179

[DMB02] Dunn, Hazel ; Morrison, Anthony P. ; Bentall, Richard P.: Patients’

experiences of homework tasks in cognitive behavioural therapy for psychosis:

a qualitative analysis. In: Clinical Psychology & Psychotherapy 9 (2002), Nr.

5, S. 361–369

[DPF+15] Dicianno, B. ; Parmanto, B. ; Fairman, A. ; Crytzer, T. ; Yu, D.

;Pramana, G. ; Coughenour, D. ; Petrazzi, A.: Perspectives on the

evolution of mobile (mHealth) technologies and application to rehabilitation.

In: Physical Therapy 95 (2015), Nr. 3, S. 397–405

269

Literaturverzeichnis

[DRRM+09] Dadam, P. ; Reichert, M. ; Rinderle-Ma, S. ; Lanz, A. ; Pryss, R. ;

Predeschly, M. ; Kolb, J. ; Ly, T. ; Jurisch, M. ; Kreher, U. ; Goeser,

K.: From ADEPT to AristaFlow BPM Suite: A Research Vision has become

Reality. In: Proc Business Process Management Workshops, 1st Int’l Workshop

on Empirical Research in Business Process Management, Springer, September

2009 (LNBIP 43), S. 529–531

[DW99] Detweiler, J. ; Whisman, M.: The role of homework assignments in cognitive

therapy for depression: Potential methods for enhancing adherence. In: Clinical

Psychology: Science and Practice 6 (1999), Nr. 3, S. 267–282

[DZT+13] Dear, B. ; Zou, J. ; Titov, N. ; Lorian, C. ; Johnston, L. ; Spence, J. ;

Anderson, T. ; Sachdev, P. ; Brodaty, H. ; Knight, R.: Internet-delivered

cognitive behavioural therapy for depression: a feasibility open trial for older

adults. In: Australian & New Zealand Journal of Psychiatry 47 (2013), Nr. 2,

S. 169–176

[EC95] Edelman, R. ; Chambless, D.: Adherence during sessions and homework in

cognitive-behavioral group treatment of social phobia. In: Behaviour Research

and Therapy 33 (1995), Nr. 5, S. 573–577

[EH08] Eichhorn, J. ; Hoffmann, H.: Nachbehandlungsstrategien nach Rekonstrukti

des vorderen Kreuzbandes. In: Stiftung zur Förderung der Athroskopie 21 (2008)

[Era17] Erath, M.: Konzeption und Realisierung einer mobilen Anwendung zur

Untersuchung der menschlichen Lokalisationsfähigkeit. In: Master Thesis, Ulm

University (2017)

[Esh02] Eshuis, H.: Semantics and verification of UML activity diagrams for workflow

modelling. In: University of Twente, PhD Thesis (2002)

[FHL09] Fehm, L. ; Helbig-Lang, S.: Hausaufgaben in der Psychotherapie. In:

Psychotherapeut 54 (2009), Nr. 5, S. 377–392

[FJHB14] Furber, G. ; Jones, G. ; Healey, D. ; Bidargaddi, N.: A comparison

between phone-based psychotherapy with and without text messaging support

in between sessions for crisis patients. In: Journal of Medical Internet Research

16 (2014), Nr. 10

[FM08] Fehm, L. ; Mrose, J.: Patients’ perspective on homework assignments in

cognitive–behavioural therapy. In: Clinical Psychology & Psychotherapy: An

Int’l Journal of Theory & Practice 15 (2008), Nr. 5, S. 320–328

[FP97] Frank, U. ; Prasse, N.: Ein Bezugsrahmen zur Beurteilung objektorientierter

Modellierungssprachen - veranschaulicht am Beispiel von OML und UML. In:

Arbeitsberichte des Instituts für Wirtschaftsinformatik (1997), Nr. 6

[fra16] Digital mental health: Wie digitale Angebote die Versorgung psychischer

Erkrankungen verbessern.https://healthcare-startups.de, 2016. – [On-

line; Abgerufen am 22. Juli 2018]

[fre18] FreeStyle Libre - Flash Glukose Messsystem.https://www.freestylelibre.

de/libre/, 2018. – [Online; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

270

Literaturverzeichnis

[FWS82] Fisch, R. ; Weakland, J. ; Segal, L.: The tactics of change: Doing therapy

briefly. Jossey-Bass, 1982

[FZS11] Funk, A. ; Zvolensky, M. ; Schmidt, N.: Homework compliance in a

brief cognitive-behavioural and pharmacological intervention for smoking. In:

Journal of Smoking Cessation 6 (2011), Nr. 2, S. 99–111

[Gän08] Gängler, H.: Hausaufgaben sind überflüssig! In: Informationsdienst

Wissenschaft (2008)

[gar18] Garmin Forerunner 920XT HRM.https://www.on-the-trail.de/

garmin-forerunner-920xt, 2018. – [Online; Abgerufen am 01. Oktober

2018]

[GBZL+11] Granholm, E. ; Ben-Zeev, D. ; Link, P. ; Bradshaw, K. ; Holden, J.:

Mobile Assessment and Treatment for Schizophrenia (MATS): a pilot trial of an

interactive text-messaging intervention for medication adherence, socialization,

and auditory hallucinations. In: Schizophrenia bulletin 38 (2011), Nr. 3, S.

414–425

[GCM06] Grunwald, T. ; Corsbie-Massay, C.: Guidelines for cognitively efficient

multimedia learning tools: educational strategies, cognitive load, and interface

design. In: Academic Medicine 81 (2006), Nr. 3, S. 213–223

[GLNG06] Gaynor, S. ; Lawrence, S. ; Nelson-Gray, R.: Measuring homework

compliance in cognitive-behavioral therapy for adolescent depression: Review,

preliminary findings, and implications for theory and practice. In: Behavior

modification 30 (2006), Nr. 5, S. 647–672

[GM95] Gardner, W. ; Martin, K.: HRTF measurements of a KEMAR. In: The

Journal of the Acoustical Society of America 97 (1995), Nr. 6, S. 3907–3908

[GPSR13] Geiger, P. ; Pryss, R. ; Schickler, M. ; Reichert, M.:

Engineering an Advanced Location-Based Augmented Reality Engine for

Smart Mobile Devices / Ulm University. Ulm : Ulm University, October 2013

(UIB-2013-09). – Technical Report

[gra18] Gravity Training System (GTS) Training.http:

//www.prophysio-schlierbach.de/leistungsspektrum/

krankengymnastik-am-geraet/, 2018. – [Online; Abgerufen am 01. Ok-

tober 2018]

[GS02] Garland, A. ; Scott, J.: Using homework in therapy for depression. In:

Journal of Clinical Psychology 58 (2002), Nr. 5, S. 489–498

[GSD06] Gonzalez, V. ; Schmitz, J. ; DeLaune, K.: The role of homework in

cognitive-behavioral therapy for cocaine dependence. In: Journal of Consulting

and Clinical Psychology 74 (2006), Nr. 3, S. 633

[GSP+14] Geiger, P. ; Schickler, M. ; Pryss, R. ; Schobel, J. ; Reichert, M.:

Location-based Mobile Augmented Reality Applications: Challenges, Examples,

Lessons Learned. In: 10th Int’l Conf on Web Information Systems and

Technologies, Special Session on Business Apps, 2014, S. 383–394

271

Literaturverzeichnis

[GTM10] Gow, R. ; Trace, S. ; Mazzeo, S.: Preventing weight gain in first year college

students: an online intervention to prevent the “freshman fifteen”. In: Eating

Behaviors 11 (2010), Nr. 1, S. 33–39

[Gun07] Gundlach, Horst: What is a Psychological Instrument? In: Ash, Mitchell G.

(Hrsg.) ; Sturm, Thomas (Hrsg.): Psychology’s Territories. Mahwah, New

Jersey : Lawrence Erlbaum Associates, 2007, Kapitel 9, S. 195–224

[Hal10] Hallerbach, A.: Management von Prozessvarianten. In: Ulm University, PhD

Thesis (2010)

[HB10] Haag, L. ; Brosig, K.: Hausaufgaben: Ihre Stellung in der heutigen Schule.

In: SchulVerwaltung Bayern (2010)

[HBR10] Hallerbach, A. ; Bauer, T. ; Reichert, M.: Configuration and Management

of Process Variants. In: Rosemann, M. (Hrsg.) ; Brocke, J. von (Hrsg.):

Int’l Handbook on Business Process Management. Berlin Heidelberg : Springer,

August 2010, S. 237–255

[HCH+12] Hebert, S. ; Canlon, B. ; Hasson, D. ; Hanson, L. ; Westerlund, H. ;

Theorell, T.: Tinnitus severity is reduced with reduction of depressive mood–

a prospective population study in Sweden. In: PloS One 7 (2012), Nr. 5, S.

e37733

[hei17] Heilmittelkatalog Physikalische Therapie 2017: Auf Basis der geltenden

Heilmittelrichtlinie. Urban & Fischer Verlag-Elsevier GmbH, 2017

[HF04] Helbig, S. ; Fehm, L.: Problems with homework in CBT: Rare exception or

rather frequent? In: Behavioural and Cognitive Psychotherapy 32 (2004), Nr.

3, S. 291–301

[HGSW04] Haag, A. ; Goronzy, S. ; Schaich, P. ; Williams, J.: Emotion recognition

using bio-sensors: First steps towards an automatic system. In: Tutorial and

research workshop on affective dialogue systems Springer, 2004, S. 36–48

[HMPR08] Hevner, A. ; March, S. ; Park, J. ; Ram, S.: Design science in information

systems research. In: Management Information Systems Quarterly 28 (2008),

Nr. 1, S. 6

[HN09] Hogrebe, F. ; Nüttgens, M.: Rahmenkonzept zur Messung und Bewertung

der Gebrauchstauglichkeit von Modellierungssprachen: Literaturauswertung

und Untersuchungsrahmen für Usability-Eyetracking-Studien. In:

Gebrauchstauglichkeit semiformaler Modellierungssprachen 47 (2009)

[HPW+11] Harrison, V. ; Proudfoot, J. ; Wee, P. ; Parker, G. ; Pavlovic, D. H.

;Manicavasagar, V.: Mobile mental health: review of the emerging field

and proof of concept study. In: Journal of Mental Health 20 (2011), Nr. 6, S.

509–524

[HR04] Hoffman, H. ; Reed, G.: Epidemiology of tinnitus. In: Tinnitus: Theory and

management (2004), S. 16–41

272

Literaturverzeichnis

[HSRS+11] Herpertz, S. ; Schaff, C. ; Roth-Sackenheim, C. ; Falkai, P. ;

Henningsen, P. ; Holtmann, M. ; Bergmann, F. ; Langkafel, M.: Studie

zur Versorgungsforschung: Spezifische Rolle der Ärztlichen Psychotherapie.

http://www.bundesaerztekammer.de/fileadmin/user_upload/downloads/

aerztliche-psychotherapie-herpertz.pdf. Version:2011

[HST08] Hautzinger, M. ; Stark, W. ; Treiber, R.: Kognitive Verhaltenstherapie

bei Depressionen. 2008

[ihe18] Vernetztes Blutzuckermessgerät iHealth Gluco (BG5).https://ihealthlabs.

eu/de/51-online-blutdruckmessgerat-ihealth-sense.html, 2018. – [Onli-

ne; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

[Jär07] Järvelä, T.: Double-bundle versus single-bundle anterior cruciate ligament

reconstruction: a prospective, randomize clinical study. In: Knee Surgery, Sports

Traumatology, Arthroscopy 150 (2007), Nr. 5, S. 500–507

[JHS+14] Jacobi, F. ; Höfler, M. ; Strehle, J. ; Mack, S. ; Gerschler, A. ; Scholl,

L. ; Busch, M. ; Maske, U. ; Hapke, U. ; Gaebel, W.and o.: Psychische

störungen in der allgemeinbevölkerung. In: Der Nervenarzt 85 (2014), Nr. 1,

S. 77–87

[JLK14] Jones, K. ; Lekhak, N. ; Kaewluang, N.: Using mobile phones and short

message service to deliver self-management interventions for chronic conditions:

A meta-review. In: Worldviews on Evidence-Based Nursing 11 (2014), Nr. 2, S.

81–88

[JS13] Jungbluth, Nathaniel J. ; Shirk, Stephen R.: Promoting homework

adherence in cognitive-behavioral therapy for adolescent depression. In: Journal

of Clinical Child & Adolescent Psychology 42 (2013), Nr. 4, S. 545–553

[jso18] JSON Schema: Ob und wieso sich der Einsatz lohnt.https://jaxenter.de/

json-schema-koegel-jax-65714, 2018. – [Online; Abgerufen am 01. Oktober

2018]

[KAB+10] Kazantzis, N. ; Arntz, A. ; Borkovec, T. ; Holmes, E. ; Wade, T.:

Unresolved issues regarding homework assignments in cognitive and behavioural

therapies: an expert panel discussion at AACBT. In: Behaviour Change 27

(2010), Nr. 3, S. 119–129

[Kal10] Kalb, M.: Unterstützung von Periodizität in Informationssystemen. In: Ulm

University, PhD Thesis (2010)

[Kan77] Kanfer, L. F.and G. F.and Grimm: Behavioral analysis: Selecting target

behaviors in the interview. In: Behavior Modification 1 (1977), Nr. 1, S. 7–28

[Kas07] Kastelein, J.: Schule für Tuba: Hören, Lesen & Spielen 1. De Haske

Publications, 2007

[KDR00] Kazantzis, N. ; Deane, F. ; Ronan, K.: Homework assignments in cognitive

and behavioral therapy: A meta-analysis. In: Clinical Psychology: Science and

Practice 7 (2000), Nr. 2, S. 189–202

273

Literaturverzeichnis

[KFE+11] Kristjánsdóttir, Ó. ; Fors, E. ; Eide, E. ; Finset, A. ; Dulmen, S. van ;

Wigers, S. ; Eide, H.: Written online situational feedback via mobile phone

to support self-management of chronic widespread pain: a usability study of a

Web-based intervention. In: BMC Musculoskeletal Disorders 12 (2011), Nr. 1,

S. 51

[KFE+13] Kristjánsdóttir, Ó. ; Fors, E. ; Eide, E. ; Finset, A. ; Stensrud, T. ;

Dulmen, S. van ; Wigers, S. ; Eide, H.: A smartphone-based intervention

with diaries and therapist-feedback to reduce catastrophizing and increase

functioning in women with chronic widespread pain: randomized controlled

trial. In: Journal of Medical Internet Research 15 (2013), Nr. 1

[Kir12] Kircher, T.: Kompendium der Psychotherapie: Für Ärzte und Psychologen.

Springer-Verlag, 2012

[KL+07] Kazantzis, N. ; L’Abate, L. u.a.: Handbook of homework assignments in

psychotherapy. Springer, 2007

[KLD05] Kazantzis, N. ; Lampropoulos, G. ; Deane, F.: A national survey of

practicing psychologists’ use and attitudes toward homework in psychotherapy.

In: Journal of Consulting and Clinical Psychology 73 (2005), Nr. 4, S. 742

[Kle03] Klerman, G.: Interpersonelle Psychotherapie bei Depressionen und anderen

psychischen Störungen. Schattauer Verlag, 2003

[KM10] Knaevelsrud, C. ; Maercker, A.: Long-term effects of an internet-based

treatment for posttraumatic stress. In: Cognitive Behaviour Therapy 39 (2010),

Nr. 1, S. 72–77

[KMA+10] Klein, B. ; Mitchell, J. ; Abbott, J. ; Shandley, K. ; Austin, D. ;

Gilson, K. ; Kiropoulos, L. ; Cannard, G. ; Redman, T.: A therapist-

assisted cognitive behavior therapy internet intervention for posttraumatic

stress disorder: pre-, post-and 3-month follow-up results from an open trial.

In: Journal of Anxiety Disorders 24 (2010), Nr. 6, S. 635–644

[Kna17] Knabel, V.: Konzeption eines generischen Datenmodells für iOS im Kontext

akustischer Lokalisation. In: Bachelor Thesis, Ulm University (2017)

[koo18] Bluetooth Wrist Blood Pressure Monitor.https://www.koogeek.com/

p-ksbp1-1.html, 2018. – [Online; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

[KR13] Kolb, J. ; Reichert, M.: A Flexible Approach for Abstracting and

Personalizing Large Business Process Models. In: Applied Computing Review

13 (2013), Nr. 1, S. 6–17

[Kre14] Kreher, U.: Konzepte, Architektur und Implementierung adaptiver

Prozessmanagementsysteme. In: Ulm University, PhD Thesis (2014)

[Kre17] Krebs, M.: Musikapps: Neues Lernmedium für den Instrumental- und

Vokalunterricht. In: VDM Musikschulkongress, 2017

[KS65] Kanfer, F. ; Saslow, G.: Behavioral analysis: An alternative to diagnostic

classification. In: Archives of general Psychiatry 12 (1965), Nr. 6, S. 529–538

274

Literaturverzeichnis

[KS15] Kardous, C. ; Shaw, P.: Do sound meter apps measure noise levels accurately?

In: Sound and Vibration 49 (2015), Nr. 7, S. 10–13

[KSF+14] Kiluk, B. ; Serafini, K. ; Frankforter, T. ; Nich, C. ; Carroll, K.: Only

connect: the working alliance in computer-based cognitive behavioral therapy.

In: Behaviour Research and Therapy 63 (2014), S. 139–146

[KT+11] Koh, H. ; Tan, G. u.a.: Data mining applications in healthcare. In: Journal

of Healthcare Information Management 19 (2011), Nr. 2, S. 65

[KWZ+16] Kazantzis, N. ; Whittington, C. ; Zelencich, L. ; Kyrios, M. ; Norton,

P. ; Hofmann, S.: Quantity and quality of homework compliance: a meta-

analysis of relations with outcome in cognitive behavior therapy. In: Behavior

Therapy 47 (2016), Nr. 5, S. 755–772

[LBM13] Lind, C. ; Boschen, M. ; Morrissey, S.: Technological advances in

psychotherapy: implications for the assessment and treatment of obsessive

compulsive disorder. In: Journal of Anxiety Disorders 27 (2013), Nr. 1, S.

47–55

[LDCC13] LeBeau, R. ; Davies, C. ; Culver, N. ; Craske, M.: Homework compliance

counts in cognitive-behavioral therapy. In: Cognitive Behaviour Therapy 42

(2013), Nr. 3, S. 171–179

[Lea02] Leahy, R.: Improving homework compliance in the treatment of generalized

anxiety disorder. In: Journal of Clinical Psychology 58 (2002), Nr. 5, S. 499–511

[LH96] Leung, A. ; Heimberg, RR: Homework compliance, perceptions of control,

and outcome of cognitive-behavioral treatment of social phobia. In: Behaviour

Research and Therapy 34 (1996), Nr. 5-6, S. 423–432

[LMK+08] Linke, S. ; McCambridge, J. ; Khadjesari, Z. ; Wallace, P. ; Murray,

E.: Development of a psychologically enhanced interactive online intervention

for hazardous drinking. In: Alcohol & Alcoholism 43 (2008), Nr. 6, S. 669–674

[LN04] Lisetti, C. ; Nasoz, F.: Using noninvasive wearable computers to recognize

human emotions from physiological signals. In: EURASIP journal on applied

signal processing 2004 (2004), S. 1672–1687

[Lob15] Lobe, C.: Bewertung der Eignung von Modellierungssprachen zur

ebenenübergreifenden Prozessdarstellung im Managementhandbuch. 2015

[LPCR13] Lanz, A. ; Posenato, R. ; Combi, C. ; Reichert, M.: Controllability of Time-

Aware Processes at Run Time. In: 21st Int’l Conf on Cooperative Information

Systems, Springer, September 2013 (LNCS 8185), S. 39–56

[LPCR15] Lanz, A. ; Posenato, R. ; Combi, C. ; Reichert, M.: Simple Temporal

Networks with Partially Shrinkable Uncertainty. In: Int’l Conf on Agents and

Artificial Intelligence 2, 2015, S. 370–381

[LR00] Leymann, F. ; Roller, D.: Production workflow: concepts and techniques.

Prentice Hall PTR Upper Saddle River, 2000

275

Literaturverzeichnis

[LR14a] Lanz, A. ; Reichert, M.: Dealing with Changes of Time-Aware Processes. In:

12th Int’l Conf on Business Process Management, Springer, September 2014

(LNCS 8659), S. 217–233

[LR14b] Lanz, A. ; Reichert, M.: Enabling Time-Aware Process Support with the

ATAPIS Toolset. In: BPM Demo Sessions 2014, CEUR-WS.org, September

2014 (CEUR Workshop Proceedings 1295), S. 41–45

[LRMGD09] Ly, T. ; Rinderle-Ma, S. ; Göser, K. ; Dadam, P.: On Enabling

Integrated Process Compliance with Semantic Constraints in Process

Management Systems. In: Information Systems Frontiers (2009), S. 1–25

[LRW09a] Li, C. ; Reichert, M. ; Wombacher, A.: Discovering Reference Models by

Mining Process Variants Using a Heuristic Approach. In: 7th Int’l Conf on

Business Process Management, Springer, 2009 (LNCS 5701), S. 344–362

[LRW09b] Li, C. ; Reichert, M. ; Wombacher, A.: Mining Based on Learning from

Process Change Logs. In: 4th Int’l Workshop on Business Process Intelligence,

Springer, 2009 (LNBIP 17), S. 121–133

[LRW09c] Li, C. ; Reichert, M. ; Wombacher, A.: What are the Problem Makers:

Ranking Activities According to their Relevance for Process Changes. In: 7th

Int’l Conf on Web Services, IEEE Computer Society Press, 2009, S. 51–58

[LRW10] Li, C. ; Reichert, M. ; Wombacher, A.: The MinAdept Clustering Approach

for Discovering Reference Process Models out of Process Variants. In: Int’l

Journal of Cooperative Information Systems 19 (2010), Nr. 3 & 4, S. 159–203

[LRW11] Li, C. ; Reichert, M. ; Wombacher, A.: Mining Business Process Variants:

Challenges, Scenarios, Algorithms. In: Data & Knowledge Engineering 70

(2011), Nr. 5, S. 409–434

[LRW16] Lanz, A. ; Reichert, M. ; Weber, B.: Process time patterns: A formal

foundation. In: Information Systems 57 (2016), April, S. 38–68

[LSS+02] Lee, B. ; Scharff, L. ; Sethna, N. ; McCarthy, C. ; Scott-Sutherland,

J. ; Shea, A. ; Sullivan, P. ; Meier, P. ; Zurakowski, D. ; Masek, B. u.a.:

Physical therapy and cognitive-behavioral treatment for complex regional pain

syndromes. In: The Journal of Pediatrics 141 (2002), Nr. 1, S. 135–140

[LWR14] Lanz, A. ; Weber, B. ; Reichert, M.: Time patterns for process-aware

information systems. In: Requirements Engineering 19 (2014), May, Nr. 2, S.

113–141

[Ly13] Ly, T.: SeaFlows - A Compliance Checking Framework for Supporting the

Process Lifecycle. May 2013

[LYP+06] Lee, C. ; Yoo, S. ; Park, Y. ; Kim, N. ; Jeong, K. ; Lee, B.: Using

neural network to recognize human emotions from heart rate variability and

skin resistance. In: Engineering in Medicine and Biology Society, 2005. IEEE-

EMBS 2005. 27th Annual Int’l Conf of the IEEE, 2006, S. 5523–5525

[Mar12] March, J.: Does Homework Matter in Cognitive Behavioral Therapy for

Adolescent Depression? In: Journal of Cognitive Psychotherapy 26 (2012), Nr.

4, S. 390

276

Literaturverzeichnis

[98] Bundesministerium für Justiz und Verbraucherschutz:Gesetz über

die Berufe des Psychologischen Psychotherapeuten und des Kinder- und

Jugendlichenpsychotherapeuten.https://www.gesetze-im-internet.de/

psychthg/BJNR131110998.html. Version:1998

[MBY13] Martinez, H. ; Bengio, Y. ; Yannakakis, G.: Learning deep physiological

models of affect. In: IEEE Computational Intelligence Magazine 8 (2013), Nr.

2, S. 20–33

[MDC06] Mendelson, Y. ; Duckworth, R. J. ; Comtois, G.: A Wearable Reflectance

Pulse Oximeter for Remote Physiological Monitoring. In: 2006 Int’l Conf of the

IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2006. – ISSN 1557–170X,

S. 912–915

[MDC+12] Middlemass, J. ; Davy, Z. ; Cavanagh, K. ; Linehan, C. ; Morgan, K.

;Lawson, S. ; Siriwardena, N.: Integrating online communities and social

networks with computerised treatment for insomnia: a qualitative study. In: Br

J Gen Pract 62 (2012), Nr. 605, S. e840–e850

[MDW+15] Milward, J. ; Day, E. ; Wadsworth, E. ; Strang, J. ; Lynskey, M.: Mobile

phone ownership, usage and readiness to use by patients in drug treatment. In:

Drug and Alcohol Dependence 146 (2015), S. 111–115

[mei17] MeinFitness.net.https://www.meinefitness.net, 2017. – [Online; Abgerufen

am 14. Mai 2018]

[MEK+12] Marasinghe, R. ; Edirippulige, S. ; Kavanagh, D. ; Smith, A. ; Jiffry, M.:

Effect of mobile phone-based psychotherapy in suicide prevention: a randomized

controlled trial in Sri Lanka. In: Journal of Telemedicine and Telecare 18 (2012),

Nr. 3, S. 151–155

[met18] Classic Cantabile Metronom M02 mit Glocke

Braun.https://www.kirstein.de/Zubehoer-Metronome/

Classic-Cantabile-Metronom-M02-mit-Glocke-Braun.html, 2018. –

[Online; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

[min18a] Entwickeln Sie Ihre eigene Online-Intervention – schnell und einfach mit dem

Minddistrict CMS.https://www.minddistrict.com/de-de/cms, 2018. – [On-

line; Abgerufen am 23. Juli 2018]

[min18b] Minddistrict - Was ist Minddistrict? https://www.minddistrict.com/de-de/

uber-minddistrict, 2018. – [Online; Abgerufen am 23. Juli 2018]

[min18c] Was können Sie in der Minddistrict Plattform alles machen? Alle

Funktionen in einer Übersicht.https://www.minddistrict.com/de-de/

e-health-plattform/funktionen, 2018. – [Online; Abgerufen am 23. Juli

2018]

[MKL+10] Morris, M. ; Kathawala, Q. ; Leen, T. ; Gorenstein, E. ; Guilak, F. ;

Labhard, M. ; Deleeuw, W.: Mobile therapy: case study evaluations of a cell

phone application for emotional self-awareness. In: Journal of Medical Internet

Research 12 (2010), Nr. 2

277

Literaturverzeichnis

[MKS+10] Mattila, E. ; Korhonen, I. ; Salminen, J. ; Ahtinen, A. ; Koskinen, E.

;Särelä, A. ; Pärkkä, J. ; Lappalainen, R.: Empowering citizens for

well-being and chronic disease management with wellness diary. In: IEEE

Transactions on Information Technology in Biomedicine 14 (2010), Nr. 2, S.

456–463

[MLPT+11] McGrath, P. ; Lingley-Pottie, P. ; Thurston, C. ; MacLean, C.

;Cunningham, C. ; Waschbusch, D. ; Watters, C. ; Stewart, S. ;

Bagnell, A. ; Santor, D. u.a.: Telephone-based mental health interventions

for child disruptive behavior or anxiety disorders: randomized trials and overall

analysis. In: Journal of the American Academy of Child & Adolescent Psych-

iatry 50 (2011), Nr. 11, S. 1162–1172

[MMR+10] Mausbach, B. ; Moore, R. ; Roesch, S. ; Cardenas, V. ; Patterson,

T.: The relationship between homework compliance and therapy outcomes: An

updated meta-analysis. In: Cognitive Therapy and Research 34 (2010), Nr. 5,

S. 429–438

[MMSS+15] Mohr, D. ; Montague, E. ; Stiles-Shields, C. ; Kaiser, S. ; Brenner, C. ;

Carty-Fickes, E. ; Palac, H. ; Duffecy, J.: MedLink: a mobile intervention

to address failure points in the treatment of depression in general medicine. In:

Proc of the 9th Int’l Conf on Pervasive Computing Technologies for Healthcare,

2015, S. 100–107

[MR08] Muehlen, M. zur ; Recker, J.: How much language is enough? theoretical

and practical use of the business process modeling notation. CAiSE. In: Lecture

Notes in Computer Science 5074 (2008), Nr. 465-479, S. 270

[MS95] March, S. ; Smith, G.: Design and natural science research on information

technology. In: Decision Support Systems 15 (1995), Nr. 4, S. 251–266

[MS12] Milette, G. ; Stroud, A.: Professional Android sensor programming. John

Wiley & Sons, 2012

[MSS+12] Merry, S. ; Stasiak, K. ; Shepherd, M. ; Frampton, C. ; Fleming,

T. ; Lucassen, M.: The effectiveness of SPARX, a computerised self help

intervention for adolescents seeking help for depression: randomised controlled

non-inferiority trial. In: BMJ 344 (2012)

[Mün16] Münchhausen, M. von: Konzentration: Wie wir lernen, wieder ganz bei der

Sache zu sein. GABAL Verlag GmbH, 2016

[Mus07] Musikschulwerke: Lehrplan für Musikschulen: Fachspezifischer Teil Tuba.

In: Konferenz der österreichischen Musikschulwerke (2007)

[Mus16] Musikschulen, Verband deutscher: VdM Jahresbericht 2016 -

Themenschwerpunkte und statistische Daten. VdM Verlag, 2016

[mus18] Mitgliedschulen im VdM seit 1952 bis heute.https://www.musikschulen.de/

musikschulen/fakten/vdm-musikschulen/index.html, 2018. – [Online; Ab-

gerufen am 01. Oktober 2018]

278

Literaturverzeichnis

[NCT99] Newman, M. ; Consoli, A. ; Taylor, B.: A palmtop computer program for

the treatment of generalized anxiety disorder. In: Behavior Modification 23

(1999), Nr. 4, S. 597–619

[New15] Newman, S.: Building microservices: designing fine-grained systems. O’Reilly

Media, Inc., 2015

[NFT+03] Napolitano, M. ; Fotheringham, M. ; Tate, D. ; Sciamanna, C. ; Leslie,

E. ; Owen, N. ; Bauman, A. ; Marcus, B.: Evaluation of an internet-

based physical activity intervention: a preliminary investigation. In: Annals

of Behavioral Medicine 25 (2003), Nr. 2, S. 92–99

[NKK+08] Neimeyer, R. ; Kazantzis, N. ; Kassler, D. ; Baker, K. ; Fletcher,

R.: Group cognitive behavioural therapy for depression outcomes predicted by

willingness to engage in homework, compliance with homework, and cognitive

restructuring skill acquisition. In: Cognitive Behaviour Therapy 37 (2008), Nr.

4, S. 199–215

[O+01] Organization, World H. u.a.: Mental disorders affect one in four people. In:

World Health Report (2001)

[Obe04] Obenshain, M.: Application of Data Mining Techniques to Healthcare Data.

In: Infection Control and Hospital Epidemiology 25 (2004), Nr. 8, S. 690–695

[omg09] Unified Modeling Language (UML), Version 2.2.https://www.omg.org/spec/

UML/2.2, 2009. – [Online; Abgerufen am 23. Mai 2018]

[omg11] Business Process Model and Notation (BPMN), Version 2.0.http://www.omg.

org/spec/BPMN/2.0, 2011. – [Online; Abgerufen am 23. Mai 2018]

[ort18] Zentrum für Orthopädie und Rheumatologie.https://www.

orthopaedie-zentrum.at, 2018. – [Online; Abgerufen am 14. Mai 2018]

[Par94] Parnas, D.: Software aging. In: Software Engineering, 1994. Proceedings.

ICSE-16., 16th Int’l Conf on Software engineering IEEE, 1994, S. 279–287

[Pet81] Peterson, J.: Petri net theory and the modeling of systems. (1981)

[PGS+16] Pryss, R. ; Geiger, P. ; Schickler, M. ; Schobel, J. ; Reichert, M.:

Advanced Algorithms for Location-Based Smart Mobile Augmented Reality

Applications. In: Procedia Computer Science 94 (2016), August, S. 97–104

[PGS+17] Pryss, R. ; Geiger, P. ; Schickler, M. ; Schobel, J. ; Reichert, M.:

The AREA Framework for Location-Based Smart Mobile Augmented Reality

Applications. In: Int’l Journal of Ubiquitous Systems and Pervasive Networks

9 (2017), July, Nr. 1, S. 13–21

[phq18a] Der Fragebogen PHQ-9.https://de.wikipedia.org/wiki/PHQ-9, 2018. –

[Online; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

[phq18b] Der Fragebogen PHQ-D.https://de.wikipedia.org/wiki/PHQ-D, 2018. –

[Online; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

[PMLR15] Pryss, R. ; Mundbrod, N. ; Langer, D. ; Reichert, M.: Supporting medical

ward rounds through mobile task and process management. In: Information

Systems and e-Business Management 13 (2015), Nr. 1, S. 107–146

279

Literaturverzeichnis

[PMR13] Pryss, R. ; Musiol, S. ; Reichert, M.: Collaboration Support Through

Mobile Processes and Entailment Constraints. In: 9th IEEE Int’l Conf on

Collaborative Computing: Networking, Applications and Worksharing, IEEE

Computer Society Press, October 2013

[PMR14] Pryss, R. ; Musiol, S. ; Reichert, M.: Integrating Mobile Tasks with

Business Processes: A Self-Healing Approach. In: Handbook of Research on

Architectural Trends in Service-Driven Computing. 2014, S. 103–135

[PN06] Przeworski, A. ; Newman, M.: Efficacy and utility of computer-assisted

cognitive behavioural therapy for anxiety disorders. In: Clinical Psychologist

10 (2006), Nr. 2, S. 43–53

[PPB+12] Patel, S. ; Park, H. ; Bonato, P. ; Chan, L. ; Rodgers, M.: A review of

wearable sensors and systems with application in rehabilitation. In: Journal of

neuroengineering and rehabilitation 9 (2012), Nr. 1, S. 21

[PPL+17] Probst, T. ; Pryss, R. ; Langguth, B. ; Rauschecker, J. ; Schobel, J.

;Reichert, M. ; Spiliopoulou, M. ; Schlee, W. ; Zimmermann, J.: Does

tinnitus depend on time-of-day? An ecological momentary assessment study

with the TrackYourTinnitus application. In: Frontiers in Aging Neuroscience

9 (2017), S. 253–253

[PPLS16] Probst, T. ; Pryss, R. ; Langguth, B. ; Schlee, W.: Emotional states as

mediators between tinnitus loudness and tinnitus distress in daily life: Results

from the ?TrackYourTinnitus? application. In: Scientific Reports 6 (2016)

[PPS+17] Pryss, R. ; Probst, T. ; Schlee, W. ; Schobel, J. ; Langguth, B. ;

Neff, P. ; Spiliopoulou, M. ; Reichert, M.: Mobile Crowdsensing for

the Juxtaposition of Realtime Assessments and Retrospective Reporting for

Neuropsychiatric Symptoms. In: 30th IEEE Int’l Symposium on Computer-

Based Medical Systems, IEEE Computer Society Press, June 2017

[PPS+18] Pryss, R. ; Probst, T. ; Schlee, W. ; Schobel, J. ; Langguth, B. ; Neff,

P. ; Spiliopoulou, M. ; Reichert, M.: Prospective crowdsensing versus

retrospective ratings of tinnitus variability and tinnitus - stress associations

based on the TrackYourTinnitus mobile platform. In: Int’l Journal of Data

Science and Analytics (2018)

[PR16] Pryss, R. ; Reichert, M.: Robust Execution of Mobile Activities in Process-

Aware Information Systems. In: Int’l Journal of Information System Modeling

and Design 7 (2016), Nr. 4, S. 50–82

[PR17] Pryss, R. ; Reichert, M.: Context-Based Prevention and Handling of

Exceptions for Human-Centric Mobile Services. In: 6th IEEE Int’l Conf on

AI & Mobile Services, IEEE Computer Society Press, June 2017

[PRBA15] Pryss, R. ; Reichert, M. ; Bachmeier, A. ; Albach, J.: BPM to Go:

Supporting Business Processes in a Mobile and Sensing World. In: BPM

Everywhere, 2015, S. 167–182

280

Literaturverzeichnis

[PRJ+18] Pryss, R. ; Reichert, M. ; John, D. ; Frank, J. ; Schlee, W. ; Probst,

T.: A Personalized Sensor Support Tool for the Training of Mindful Walking.

In: IEEE 15th Int’l Conf on Wearable and Implantable Body Sensor Networks,

2018, S. 114–117

[PRLS15] Pryss, R. ; Reichert, M. ; Langguth, B. ; Schlee, W.: Mobile Crowd

Sensing Services for Tinnitus Assessment, Therapy and Research. In: IEEE

4th Int’l Conf on Mobile Services, IEEE Computer Society Press, June 2015,

S. 352–359

[Pro13] Proudfoot, J.: The future is in our hands: the role of mobile phones in the

prevention and management of mental disorders. In: Australian & New Zealand

Journal of Psychiatry 47 (2013), Nr. 2, S. 111–113

[PRS+18] Pryss, R. ; Reichert, M. ; Schlee, W. ; Spiliopoulou, M. ; Langguth,

B. ; Probst, T.: Differences between Android and iOS Users of the

TrackYourTinnitus Mobile Crowdsensing mHealth Platform. In: 31th IEEE

Int’l Symposium on Computer-Based Medical Systems, IEEE Computer Society

Press, June 2018, S. 411–416

[PRSB16] Pryss, R. ; Reichert, M. ; Schickler, M. ; Bauer, T.: Context-Based

Assignment and Execution of Human-Centric Mobile Services. In: 5th IEEE

Int’l Conf on Mobile Services, IEEE Computer Society Press, 2016, S. 119–126

[Pry15] Pryss, R.: Robuste und kontextbezogene Ausführung mobiler Aktivitäten in

Prozessumgebungen. In: Ulm University, PhD Thesis (2015), October

[PSLR17] Pryss, R. ; Schlee, W. ; Langguth, B. ; Reichert, M.: Mobile

Crowdsensing Services for Tinnitus Assessment and Patient Feedback. In: 6th

IEEE Int’l Conf on AI & Mobile Services, IEEE Computer Society Press, June

2017

[PSR18] Pryss, R. ; Schobel, J. ; Reichert, M.: Requirements for a Flexible and

Generic API Enabling Mobile Crowdsensing mHealth Applications. In: 4th

Int’l Workshop on Requirements Engineering for Self-Adaptive, Collaborative,

and Cyber Physical Systems, RE’18 Workshops, 2018

[PSS+17] Pryss, R. ; Schickler, M. ; Schobel, J. ; Weilbach, M. ; Geiger, P. ;

Reichert, M.: Enabling Tracks in Location-Based Smart Mobile Augmented

Reality Applications. In: Procedia Computer Science 110 (2017), S. 207–214

[PTKR10] Pryss, R. ; Tiedeken, J. ; Kreher, U. ; Reichert, M.: Towards Flexible

Process Support on Mobile Devices. In: Proc CAiSE’10 Forum - Information

Systems Evolution, Springer, 2010 (LNBIP 72), S. 150–165

[PTR10] Pryss, R. ; Tiedeken, J. ; Reichert, M.: Managing Processes on Mobile

Devices: The MARPLE Approach. In: CAiSE’10 Demos, 2010

[pul18a] Puls messen - darauf kommt es an.https://www.visomat.de/puls-messen/,

2018. – [Online; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

[pul18b] Pulsuhr Test 2018: Die 20 besten Pulsuhren.https://www.preisvergleich.

at/tag/pulsuhren.html, 2018. – [Online; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

281

Literaturverzeichnis

[PWBK03] Pitschel-Walz, G. ; Bäuml, J. ; Kissling, W.: Psychoedukation Depression.

In: Manual zur Leitung von Patienten-und angehörigengruppen. München:

Urban und Fischer (2003)

[QGO+12] Quintana, D. ; Guastella, A. ; Outhred, T. ; Hickie, I. ; Kemp, A.:

Heart rate variability is associated with emotion recognition: direct evidence

for a relationship between the autonomic nervous system and social cognition.

In: Int’l Journal of Psychophysiology 86 (2012), Nr. 2, S. 168–172

[QMSH12] Quazi, M. ; Mukhopadhyay, S. ; Suryadevara, N. ; Huang, Y.: Towards

the smart sensors based human emotion recognition. In: Instrumentation and

Measurement Technology Conf IEEE, 2012, S. 2365–2370

[RABS16] Rickard, N. ; Arjmand, H. ; Bakker, D. ; Seabrook, E.: Development of a

mobile phone app to support self-monitoring of emotional well-being: a mental

health digital innovation. In: JMIR Mental Health 3 (2016), Nr. 4

[RD97] Reichert, M. ; Dadam, P.: A Framework for Dynamic Changes in Workflow

Management Systems. In: Proc 8th Int’l Workshop on Database and Expert

Systems Applications, 1997, S. 42–48

[RD09] Reichert, M. ; Dadam, P.: Enabling adaptive process-aware information

systems with ADEPT2. In: Handbook of Research on Business Process Modeling

(2009), S. 173–203

[RDRM+09] Reichert, M. ; Dadam, P. ; Rinderle-Ma, S. ; Lanz, A. ; Pryss, R. ;

Predeschly, M. ; Kolb, J. ; Ly, T. ; Jurisch, M. ; Kreher, U. ; Goeser,

K.: Enabling Poka-Yoke Workflows with the AristaFlow BPM Suite. In: Proc

BPM’09 Demonstration Track, 2009 (CEUR Workshop Proceedings 489)

[Rei00] Reichert, M.: Dynamische Ablaufänderungen in Workflow-Management-

Systemen. In: Ulm University, PhD Thesis (2000)

[Rei18] Reichert, M.: Enabling Flexible and Robust Business Process Automation

for the Agile Enterprise. In: The Essence of Software Engineering. Springer,

May 2018, S. 203–220

[RGP+13] Repetto, C. ; Gaggioli, A. ; Pallavicini, F. ; Cipresso, P. ; Raspelli,

S. ; Riva, G.: Virtual reality and mobile phones in the treatment of

generalized anxiety disorders: a phase-2 clinical trial. In: Personal and Ubi-

quitous Computing 17 (2013), Nr. 2, S. 253–260

[RGW08] Rau, P. ; Gao, Q. ; Wu, L.: Using mobile communication technology in

high school education: Motivation, pressure, and learning performance. In:

Computers & Education 50 (2008), Nr. 1, S. 1–22

[RHR+13] Reger, G. ; Hoffman, J. ; Riggs, D. ; Rothbaum, B. ; Ruzek, J. ;

Holloway, K. ; Kuhn, E.: The “PE coach” smartphone application: An

innovative approach to improving implementation, fidelity, and homework

adherence during prolonged exposure. In: Psychological Services 10 (2013),

Nr. 3, S. 342

282

Literaturverzeichnis

[RLBS+16] Ruf-Leuschner, M. ; Brunnemann, N. ; Schauer, M. ; Pryss, R. ;

Barnewitz, E. ; Liebrecht, M. ; Reichert, M. ; Elbert, T.: Die

KINDEX-App - ein Instrument zur Erfassung und unmittelbaren Auswertung

von psychosozialen Belastungen bei Schwangeren in der täglichen Praxis bei

Gynäkologinnen, Hebammen und in Frauenkliniken. In: Verhaltenstherapie

(2016), August

[RMN05] Rees, C. ; McEvoy, P. ; Nathan, P.: Relationship between homework

completion and outcome in cognitive behaviour therapy. In: Cognitive

Behaviour Therapy 34 (2005), Nr. 4, S. 242–247

[RMRW08] Rinderle-Ma, S. ; Reichert, M. ; Weber, B.: On the Formal Semantics

of Change Patterns in Process-aware Information Systems. In: Proc 27th Int’l

Conf on Conceptual Modeling, Springer, October 2008 (LNCS 5231), S. 279–293

[RTGF+09] Ritterband, L. ; Thorndike, F. ; Gonder-Frederick, L. ; Magee, J. ;

Bailey, E. ; Saylor, D. ; Morin, C.: Efficacy of an Internet-based behavioral

intervention for adults with insomnia. In: Archives of General Psychiatry 66

(2009), Nr. 7, S. 692–698

[RTHAM06] Russell, N. ; Ter Hofstede, A. ; Aalst, W.M.P. van d. ; Mulyar, N.:

Workflow control-flow patterns: A revised view. In: BPM Center Report BPM-

06-22, BPMcenter. org (2006), S. 06–22

[RTHEA05] Russell, N. ; Ter Hofstede, A. ; Edmond, D. ; Aalst, W.M.P. van d.:

Workflow data patterns: Identification, representation and tool support. In:

Int’l Conf on Conceptual Modeling Springer, 2005, S. 353–368

[run18] Runtastic Libra: Die smarte Waage des Fitness-App

Spezialisten.http://androidmag.de/technik/gadgets/

runtastic-libra-die-smarte-waage-des-fitness-app-spezialisten/,

2018. – [Online; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

[RW12] Reichert, M. ; Weber, B.: Enabling flexibility in process-aware information

systems: challenges, methods, technologies. Springer Science & Business Media,

2012

[RWR06] Rinderle, S. ; Wombacher, A. ; Reichert, M.: Evolution of Process

Choreographies in DYCHOR. In: Proc 14th Int’l Conf on Cooperative

Information Systems, Springer, November 2006 (LNCS 4275), S. 273–290

[SA78] Shelton, J. ; Ackerman, J.: Verhaltens-Anweisungen: Hausaufgaben in

Beratung und Psychotherapie. Pfeiffer, 1978

[SB08] Santor, D. ; Bagnell, A.: Enhancig the effectivencess and sustainability

of school-based mental health programs: maximizing program participation,

knowledge uptake and ongoing evaluation using Internet-based resources. In:

Advances in School Mental Health Promotion 1 (2008), Nr. 2, S. 17–28

[Sch13] Scheer, A.: ARIS—Modellierungsmethoden, Metamodelle, Anwendungen.

Springer-Verlag, 2013

[Sch18] Schobel, J.: A Model-Driven Framework for Enabling Flexible and Robust

Mobile Data Collection Applications. In: Ulm University, PhD Thesis (2018)

283

Literaturverzeichnis

[SCI98] Scheel, M. ; Conoley, C. ; Ivey, D.: Using client positions as a technique

for increasing the acceptability of marriage therapy interventions. In: American

Journal of Family Therapy 26 (1998), Nr. 3, S. 203–214

[sen18] World’s First Emotion Sensor and Mental Health Advisor.https://www.

myfeel.co/, 2018. – [Online; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

[SHR04] Scheel, M. ; Hanson, W. ; Razzhavaikina, T.: The Process of

Recommending Homework in Psychotherapy: A Review of Therapist Delivery

Methods, Client Acceptability, and Factors That Affect Compliance. In:

Psychotherapy: Theory, Research, Practice, Training 41 (2004), Nr. 1, S. 38

[SKC+10] Sun, F. ; Kuo, C. ; Cheng, H. ; Buthpitiya, S. ; Collins, P. ; Griss, M.:

Activity-aware mental stress detection using physiological sensors. In: Int’l Conf

on Mobile Computing, Applications, and Services Springer, 2010, S. 282–301

[SO01] Silver, M. ; Oakes, P.: Evaluation of a new computer intervention to teach

people with autism or Asperger syndrome to recognize and predict emotions in

others. In: Autism 5 (2001), Nr. 3, S. 299–316

[Spi02] Spitzer, M.: Musik im Kopf: Hören, Musizieren, Verstehen und Erleben im

neuronalen Netzwerk. Schattauer GmbH, 2002

[SPP+16] Schlee, W. ; Pryss, R. ; Probst, T. ; Schobel, J. ; Bachmeier, A. ;

Reichert, M. ; Langguth, B.: Measuring the Moment-to-Moment Variability

of Tinnitus: The TrackYourTinnitus Smart Phone App. In: Frontiers in Aging

Neuroscience 8 (2016), December, S. 294–294

[SPP+18] Schobel, J. ; Pryss, R. ; Probst, T. ; Schlee, W. ; Schickler, M. ;

Reichert, M.: Learnability of a Configurator Empowering End Users to Create

Mobile Data Collection Instruments: Usability Study. In: JMIR mHhealth and

uHealth 6 (2018), June, Nr. 6, S. e148

[SPR+16a] Schickler, M. ; Pryss, R. ; Reichert, M. ; Heinzelmann, M. ; Schobel, J.

;Langguth, B. ; Probst, T. ; Schlee, W.: Using Wearables in the Context

of Chronic Disorders - Results of a Pre-Study. In: 29th IEEE Int’l Symposium

on Computer-Based Medical Systems, 2016, S. 68–69

[SPR+16b] Schickler, M. ; Pryss, R. ; Reichert, M. ; Schobel, J. ; Langguth, B. ;

Schlee, W.: Using Mobile Serious Games in the Context of Chronic Disorders

- A Mobile Game Concept for the Treatment of Tinnitus. In: 29th IEEE Int’l

Symposium on Computer-Based Medical Systems, 2016, S. 343–348

[SPS+16] Schobel, J. ; Pryss, R. ; Schickler, M. ; Ruf-Leuschner, M. ; Elbert,

T. ; Reichert, M.: End-User Programming of Mobile Services: Empowering

Domain Experts to Implement Mobile Data Collection Applications. In: 5th

IEEE Int’l Conf on Mobile Services, IEEE Computer Society Press, May 2016,

S. 1–8

[SPS+17a] Schickler, M. ; Pryss, R. ; Schobel, J. ; Schlee, W. ; Probst, T. ;

Reichert, M.: Towards Flexible Remote Therapeutic Interventions. In: 30th

IEEE Int’l Symposium on Computer-Based Medical Systems, IEEE Computer

Society Press, June 2017

284

Literaturverzeichnis

[SPS+17b] Schickler, M. ; Pryss, R. ; Stach, M. ; Schobel, J. ; Schlee, W. ; Probst,

T. ; Langguth, B. ; Reichert, M.: An IT Platform Enabling Remote

Therapeutic Interventions. In: 30th IEEE Int’l Symposium on Computer-Based

Medical Systems, IEEE Computer Society Press, June 2017

[SPS+17c] Schobel, J. ; Pryss, R. ; Schlee, W. ; Probst, T. ; Gebhardt, D. ;

Schickler, M. ; Reichert, M.: Development of Mobile Data Collection

Applications by Domain Experts: Experimental Results from a Usability Study.

In: 29th Int’l Conf on Advanced Information Systems Engineering, Springer,

June 2017 (LNCS 10253), S. 60–75

[SPS+18] Schickler, M. ; Pryss, R. ; Schlee, W. ; Probst, T. ; Langguth,

B. ; Schobel, J. ; Reichert, M.: Usability Study on Mobile Processes

Enabling Remote Therapeutic Interventions. In: 31th IEEE Int’l Symposium on

Computer-Based Medical Systems, IEEE Computer Society Press, June 2018,

S. 146–151

[SPSR15] Schickler, M. ; Pryss, R. ; Schobel, J. ; Reichert, M.: An Engine Enabling

Location-based Mobile Augmented Reality Applications. In: 10th Int’l Conf on

Web Information Systems and Technologies. Springer, 2015 (LNBIP 226), S.

363–378

[SPSR16a] Schobel, J. ; Pryss, R. ; Schickler, M. ; Reichert, M.: A Configurator

Component for End-User Defined Mobile Data Collection Processes. In: Demo

Track of the 14th Int’l Conf on Service Oriented Computing, 2016

[SPSR16b] Schobel, J. ; Pryss, R. ; Schickler, M. ; Reichert, M.: A Lightweight

Process Engine for Enabling Advanced Mobile Applications. In: 24th Int’l Conf

on Cooperative Information Systems, Springer, October 2016 (LNCS 10033), S.

552–569

[SPSR16c] Schobel, J. ; Pryss, R. ; Schickler, M. ; Reichert, M.: Towards Flexible

Mobile Data Collection in Healthcare. In: 29th IEEE Int’l Symposium on

Computer-Based Medical Systems, 2016, S. 181–182

[SPSR17a] Schickler, M. ; Pryss, R. ; Schobel, J. ; Reichert, M.: Supporting Remote

Therapeutic Interventions with Mobile Processes. In: 6th IEEE Int’l Conf on

AI & Mobile Services, IEEE Computer Society Press, June 2017

[SPSR17b] Schobel, J. ; Pryss, R. ; Schickler, M. ; Reichert, M.: Process-Driven

Mobile Data Collection. In: 8th Int’l Workshop on Enterprise Modeling and

Information Systems Architectures, 2017

[SPSR17c] Schobel, J. ; Pryss, R. ; Schickler, M. ; Reichert, M.: Towards Patterns

for Defining and Changing Data Collection Instruments in Mobile Healthcare

Scenarios. In: 30th IEEE Int’l Symposium on Computer-Based Medical Systems,

2017

[SPW+16] Schobel, J. ; Pryss, R. ; Wipp, W. ; Schickler, M. ; Reichert, M.: A

Mobile Service Engine Enabling Complex Data Collection Applications. In:

14th Int’l Conf on Service Oriented Computing, 2016 (LNCS 9936), S. 626–633

285

Literaturverzeichnis

[SRLP+13] Schobel, J. ; Ruf-Leuschner, M. ; Pryss, R. ; Reichert, M. ; Schickler,

M. ; Schauer, M. ; Weierstall, R. ; Isele, D. ; Nandi, C. ; Elbert,

T.: A generic questionnaire framework supporting psychological studies with

smartphone technologies. In: XIII Congress of European Society of Traumatic

Stress Studies, 2013, S. 69–69

[SRP+15] Schickler, M. ; Reichert, M. ; Pryss, R. ; Schobel, J. ; Schlee, W. ;

Langguth, B.: Entwicklung mobiler Apps: Konzepte, Anwendungsbausteine

und Werkzeuge im Business und E-Health. Springer Vieweg, 2015

(eXamen.press)

[SSP+13] Schobel, J. ; Schickler, M. ; Pryss, R. ; Nienhaus, H. ; Reichert, M.:

Using Vital Sensors in Mobile Healthcare Business Applications: Challenges,

Examples, Lessons Learned. In: 9th Int’l Conf on Web Information Systems

and Technologies, Special Session on Business Apps, 2013, S. 509–518

[SSP+14] Schobel, J. ; Schickler, M. ; Pryss, R. ; Maier, Fabian ; Reichert, M.:

Towards Process-Driven Mobile Data Collection Applications: Requirements,

Challenges, Lessons Learned. In: 10th Int’l Conf on Web Information Systems

and Technologies, Special Session on Business Apps, 2014, S. 371–382

[SSP+15] Schobel, J. ; Schickler, M. ; Pryss, R. ; Reichert, M. ; Elbert, T.: A

Domain-Specific Framework for Collecting Data in Trials with Smart Mobile

Devices. In: XIV Conf of European Society for Traumatic Stress Studies, 2015

[SSPR15a] Schickler, M. ; Schobel, J. ; Pryss, R. ; Reichert, M.: Mobile Crowd

Sensing - A New way of collecting data from trauma samples? In: XIV Conf of

European Society for Traumatic Stress Studies, 2015, S. 244

[SSPR15b] Schobel, J. ; Schickler, M. ; Pryss, R. ; Reichert, M.: Process-Driven

Data Collection with Smart Mobile Devices. In: 10th Int’l Conf on Web

Information Systems and Technologies. Springer, 2015 (LNBIP 226), S. 347–362

[Ste13] Steinecke, U.: Prävention in der Physiotherapie ist mehr als Rückenschule.

In: Highlights Magazin 2 (2013)

[sti18a] Rocktile MT-3 Clip Stimmgerät/Metronom.https:

//www.kirstein.de/Stimmgeraete-Gitarre-Bass/

Rocktile-MT-3-Clip-Stimmgeraet-Metronom.html, 2018. – [Online;

Abgerufen am 01. Oktober 2018]

[sti18b] Stimmungstagebuch, Stimmungskalender.https://www.bipolaris.

de/weitere-informationen-links/materialien-downloads/

stimmungstagebuch/, 2018. – [Online; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

[Str13] Strotzka, H.: Psychotherapie und Tiefenpsychologie: ein Kurzlehrbuch.

Springer-Verlag, 2013

[Suz94] Suzuki, S.: Erziehung ist Liebe. Gustav Bosse GmbH & Co. KG, 1994

[tac18] Tacx: Blue Motion.https://tacx.com/de/produkt/blue-motion/, 2018. –

[Online; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

286

Literaturverzeichnis

[TB+01] Trautwein, O. U. K. U. Köller ; Baumert, J. u.a.: Lieber oft als viel:

Hausaufgaben und die Entwicklung von Leistung und Interesse im Mathematik-

Unterricht der 7. Jahrgangsstufe. In: Zeitschrift für Pädagogik 47 (2001), Nr.

5, S. 703–724

[TC06] Thase, M. ; Callan, J.: The role of homework in cognitive behavior therapy

of depression. In: Journal of Psychotherapy Integration 16 (2006), Nr. 2, S. 162

[tel18a] TelePsy.https://www.telepsy.de, 2018. – [Online; Abgerufen am 23. Juli

2018]

[tel18b] TelePsy - Leistungen.https://www.telepsy.de/leistungen, 2018. – [Online;

Abgerufen am 23. Juli 2018]

[tel18c] TelePsy - Über uns.https://www.telepsy.de/ueberuns, 2018. – [Online;

Abgerufen am 23. Juli 2018]

[the18] Thera Band Übungen: Ganzkörper Training.http://blog.sportlaedchen.

de/thera-und-bodyband/thera-band-uebungen-ganzkoerper-training/,

2018. – [Online; Abgerufen am 01. Oktober 2018]

[TK17] Tang, W. ; Kreindler, D.: Supporting homework compliance in cognitive

behavioural therapy: essential features of mobile apps. In: JMIR Mental Health

4 (2017), Nr. 2

[TL04] Tan, T. ; Liu, T.: The mobile-based interactive learning environment

(MOBILE) and a case study for assisting elementary school English learning.

In: IEEE Int’l Conf on Advanced Learning Technologies, 2004. Proceedings.,

2004, S. 530–534

[Tom02] Tompkins, M.: Guidelines for enhancing homework compliance. In: Journal

of Clinical Psychology 58 (2002), Nr. 5, S. 565–576

[usa18] Zentrum für Orthopädie und Rheumatologie.https://www.usability.de/

usability-user-experience.html, 2018. – [Online; Abgerufen am 15. Mai

2018]

[Vet07] Vetter, B.: Psychiatrie: ein systematisches Lehrbuch; mit 34 Tabellen.

Schattauer Verlag, 2007

[VLM+12] Vogel, P. ; Launes, G. ; Moen, E. ; Solem, S. ; Hansen, B. ; Håland, Å. ;

Himle, J.: Videoconference-and cell phone-based cognitive-behavioral therapy

of obsessive-compulsive disorder: a case series. In: Journal of Anxiety Disorders

26 (2012), Nr. 1, S. 158–164

[wac18] Stabilisationsübungen.https://www.tritime-magazin.de/2015/03/

stabilisationsubungen-fur-fus-und-sprunggelenk/, 2018. – [Online;

Abgerufen am 01. Oktober 2018]

[WAVD+14] Whiteside, S. ; Ale, C. ; Vickers Douglas, K. ; Tiede, M. ; Dammann,

J.: Case examples of enhancing pediatric OCD treatment with a smartphone

application. In: Clinical Case Studies 13 (2014), Nr. 1, S. 80–94

287

Literaturverzeichnis

[WDM07] Westra, H. ; Dozois, D. ; Marcus, M.: Expectancy, homework compliance,

and initial change in cognitive-behavioral therapy for anxiety. In: Journal of

Consulting and Clinical Psychology 75 (2007), Nr. 3, S. 363

[Wei15] Weidhaas, M.: Implementation and evaluation of a mobile Windows-

application for auditory stimulation of chronic tinnitus patients. In: Bachelor

Thesis, Ulm University (2015)

[Wel17] Weltgesundheitsorganisation:Mental disorders.http://www.who.int/

mediacentre/factsheets/fs396/en/. Version:2017

[Wes72] Westphal, C.: Die Agoraphobie, eine neuropathische Erscheinung. In: Archiv

für Psychiatrie und Nervenkrankheiten 3 (1872), Nr. 1, S. 138–161

[Wes07] Weske, M.: Business Process Management–Concepts, Languages,

Architectures, Verlag. 2007

[who03] Investing in Mental Health.http://www.who.int/mental_health/en/

investing_in_mnh_final.pdf, 2003. – [Online; Abgerufen am 27. Juli 2018]

[Wie14] Wieringa, R.: Design science methodology for information systems and

software engineering. Springer, 2014

[WRE+13] Weck, F. ; Richtberg, S. ; Esch, S. ; Höfling, V. ; Stangier, U.:

The relationship between therapist competence and homework compliance in

maintenance cognitive therapy for recurrent depression: Secondary analysis of

a randomized trial. In: Behavior Therapy 44 (2013), Nr. 1, S. 162–172

[WRR07] Weber, B. ; Rinderle, S. ; Reichert, M.: Change Patterns and Change

Support Features in Process-Aware Information Systems. In: Proc 11th Int’l

Conf on Advanced Information Systems Engineering, Springer, June 2007

(LNCS 4495), S. 574–588

[WS14] Williams, C. ; Squires, G.: The Session Bridging Worksheet: impact on

outcomes, homework adherence and participants’ experience. In: the Cognitive

Behaviour Therapist 7 (2014)

[ZB06] Zhai, J. ; Barreto, A.: Stress detection in computer users based on digital

signal processing of noninvasive physiological variables. In: Engineering in

Medicine and Biology Society, 2006. EMBS’06. 28th Annual Int’l Conf of the

IEEE IEEE, 2006, S. 1355–1358

[zer18] Stilvolle Smartwatch mit rundem Farbtouchscreen, Herzfrequenzmesser,

Mikrofon und Lautsprecher - ZeRound2HR Premium.https://www.mykronoz.

com/de/de/zeround2-hr-premium.html, 2018. – [Online; Abgerufen am 01.

Oktober 2018]

288