Supporting Remote Therapeutic Interventions with Mobile Processes

Many studies have revealed that homework (e.g., relaxation exercises) are crucial for remote therapeutic inter-ventions. In this context, to monitor whether patients actually perform their homework and to check whether they perform it in the right way constitute complex tasks. So far, therapeutic interventions have not been properly supported by IT systems and, hence, the opportunities provided by mobile assistance have been neglected. For example, a smart mobile device may notify a patient about an assigned homework or motivate him to accomplish it in time. Moreover, the patient might be further assisted through a video providing detailed instructions. In turn, the smart mobile device could inform the therapist of the homework outcome. In practice, a proper support of the various types of homework is challenging, even when using modern IT systems. To remedy this drawback, we propose an approach integrating mobile services with process management technology in order to enable the complex coordination tasks that become necessary in connection with homework. For example, a process might enable remote monitoring of home-work, giving therapists the opportunity of timely adjustments. In addition, the approach allows involving researchers by providing them with valuable data (e.g., heart rate) gathered during and after homework. This paper presents an approach for creating processes that run on smart mobile devices and enable flexible remote therapeutic intervention support. Such mobile approach significantly enhances therapy assistance on one hand and mobile homework-related scenarios on the other

Technical Challenges of a Mobile Application Supporting Intersession Processes in Psychotherapy

The usage of mobile applications in healthcare is gaining popularity in recent years. The ubiquity of a sophisticated mobile appliance that is applicable to sample ecological patient data in real life by acquiring both mental state and environmental data has enabled new possibilities for researchers and healthcare providers. Collecting data using the mentioned approach is often called Ecological Momentary Assessment (EMA) and is characterized by an unidirectional data flow towards the platform provider. A more challenging approach, in turn, is called Ecological Momentary Intervention (EMI). The latter requires a bidirectional data flow in order to enable the possibility of sending feedback to the patients and controlling their experiences through interventions. Although both approaches are established parts of IT-supported treatments in the field of psychology and psychotherapy until now, the so-called intersession process has not been technically supported appropriately yet. Therefore, the Intersession-Online platform was developed in order to (a) assess intersession processes systematically, (b) monitor a patient, and (c) intervene by suppressing negative thoughts concerning the therapy. In this paper, the technical requirements, architecture, and features of the mobile application of the Intersession-Online platform are presented. In this context, the development of a patient data sampling mechanism, which consists of a sophisticated, inter-questionnaire dependent sampling schedule and synchronization strategy is particularly illustrated and discussed. Altogether, the technical challenges will show that a mobile application supporting intersession processes in psychotherapy is an endeavor which requires many considerations. However, on the other, such a mobile application may be the basis for new technical as well as psychological insights

A Model-Driven Framework for Enabling Flexible and Robust Mobile Data Collection Applications

In the light of the ubiquitous digital transformation, smart mobile technology has become a salient factor for enabling large-scale data collection scenarios. Structured instruments (e.g., questionnaires) are frequently used to collect data in various application domains, like healthcare, psychology, and social sciences. In current practice, instruments are usually distributed and filled out in a paper-based fashion (e.g., paper-and-pencil questionnaires). The widespread use of smart mobile devices, like smartphones or tablets, offers promising perspectives for the controlled collection of accurate data in high quality. The design, implementation and deployment of mobile data collection applications, however, is a challenging endeavor. First, various mobile operating systems need to be properly supported, taking their short release cycles into account. Second, domain-specific peculiarities need to be flexibly aligned with mobile application development. Third, domain-specific usability guidelines need to be obeyed. Altogether, these challenges turn both programming and maintaining of mobile data collection applications into a costly, time-consuming, and error-prone endeavor. The Ph.D. thesis at hand presents an advanced framework that shall enable domain experts to transform paper-based instruments to mobile data collection applications. The latter, in turn, can then be deployed to and executed on heterogeneous smart mobile devices. In particular, the framework shall empower domain experts (i.e., end-users) to flexibly design and create robust mobile data collection applications on their own; i.e., without need to involve IT experts or mobile application developers. As major benefit, the framework enables the development of sophisticated mobile data collection applications by orders of magnitude faster compared to current approaches, and relieves domain experts from manual tasks like, for example, digitizing and analyzing the collected data

Supporting remote therapeutic interventions with voice assistant technology

Nowadays, digital personal assistants are incorporated in many devices. Smart TVs, smartphones and stand-alone voice assistants like Amazon Alexa allow owners to control their smart home systems, play music on command or lookup information on the internet via voice queries. Using custom skills from various third-party vendors, almost any company can have a skill supporting the needs of their customers or control their devices. Furthermore, therapeutic interventions represent a vital part of most therapies, but there are some underlying struggles during therapies for which therapists can utilize the support of smart mobile devices. As an extension of an already existing system called Albatros, its features have been converted into an custom Alexa skill called remote interventions. But voice assistants can do more than improving everyday life, like helping people during medical therapies. A vital part of such therapies are therapeutic interventions, but therapists often face struggles when monitoring a patients progress and results. To overcome this problem, an existing system called Albatros allows a therapist to review the patients status. As an extension to the existing Albatros system, its features have been incorporated into a custom Alexa skill called remote interventions. Aiming to contribute to the proof of concept, the objective of this thesis is to demonstrate the development process of a custom Alexa skill which implements the features of retrieving exercises, allowing patients to record feedback via a smart speaker which can then be accessed by the therapist. With the addition of a notification feature the system also supports patients in remembering how and when to do their exercises properly. Due to the proof of concept nature of the project, apart from the actual development process, an analysis of whether or not the ideas and features translate well into a voice driven platform is performed

Konzeption und Realisierung einer kontextsensitiven mobilen Anwendung für therapeutische Hausaufgaben

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeption und Realisierung einer mobilen Anwendung, die unter verschiedenen Kontexten therapeutische Hausaufgaben unterstützt. Dabei wird ein flexibles Modell entwickelt, sodass der Prototyp viele verschiedene Anwendungen haben kann. Hierbei wird eine mobile Anwendung entwickelt, welche auf die vielen verschiedenen therapeutischen Hausaufgaben angepasst werden kann. Es wurde ein Triggerkonzept entwickelt, mit dem variabel auf Kontexte durch unterschiedliche Übungen reagiert werden kann. Für die Realisierung des Prototypen wurde das Ionic-Framework verwendet um damit eine hybride mobile Anwendung zu entwickeln. Das Ziel der Arbeit ist aufzuzeigen, wie ein flexibles Modell aussehen kann, mit dem therapeutische Hausaufgaben unter verschiedenen Kontexten gestartet werden können. In der Arbeit werden außerdem die unterschiedlichen Technologien die zum Einsatz gekommen sind, besprochen. Es wird außerdem ein User-Interface und Bedienkonzept implementiert, das für eine solche Anwendung sinnvoll wäre. Der Beitrag der Bachelorarbeit besteht damit in dem Ausprobieren verschiedener Konzepte, um darüber zu urteilen, welche Konzepte in einer produktionsreifen mobilen Anwendung zum Einsatz kommen sollten

Konzeption einer mobilen Anwendung für therapeutische Interventionen unter Verwendung der Google Awareness API

Therapeutische Hausaufgaben verbessern das Ergebnis einer Therapie deutlich und kommen daher immer öfters als therapeutische Intervention zum Einsatz. Die Kombination mit mobilen Geräten soll den Patienten bei der Ausführung unterstützen und den Therapeuten wichtige Daten überliefern. So wird die Therapie effizienter und erzielt ein noch besseres Resultat. Ein IT-System zur Planung und Gestaltung von therapeutischen Hausaufgaben wäre sehr nützlich, bisher gibt es jedoch keine zufriedenstellende Lösungen. Das System soll eine schnelle Anpassung von Hausaufgaben und einen verbesserten Informationsaustausch zwischen Therapeut und Patienten schaffen. Um für den Therapeuten wichtige Patientendaten zu sammeln, sollen die Sensoren von intelligenten mobilen Geräten eingesetzt werden. In dieser Arbeit wird eine Anwendung für Android Smartphones entwickelt, die den Patienten bei seinen Übungsaufgaben unterstützen soll. Im richtigen Kontext wird der Patient an seine Übungen erinnert und wird medial bei der Ausführung angeleitet. Als Kontext wird der Ort, die Zeit, das Wetter und die Aktivität des Patienten unter anderem mittels der Google Awareness API erfasst. Am Ende jeder Übung muss der Benutzer das individuelle Feedback ausfüllen, welches dann an den Therapeuten geschickt werden kann. Die Anwendung steht bislang getrennt von einem zuvor geschilderten IT-System, hat jedoch das Ziel, ein Teil eines solchen Systems zu sein

Effiziente Kontexterkennung mittels aktuellen Cross-Plattform-Frameworks im Rahmen therapeutischen Interventionen

Durch die große Akzeptanz der modernen mobilen Endgeräte können Anwendungen aus dem Bereich der Gesundheit den Alltag aktiv unterstützen. Die Masterarbeit beschäftigt sich mit der Analyse der Umgebung, um im Rahmen therapeutischer Anwendungen Kontexte zu erkennen. Die in die modernen Endgeräte integrierten Sensoren (z.B GPS-Sensor oder Mikrofon) können die Umgebung für die Kontexterkennung messen. Mithilfe einer plattformübergreifenden Anwendung soll der Zugriff auf native Sensoren und Hardware verschiedener Betriebssysteme überprüft werden. Dafür wurde eine hybride mobile Anwendung mit dem Framework Ionic entwickelt, die den Benutzer bei seinen Hausaufgaben bestmöglich betreuen und motivieren soll. Dafür sammelt die Anwendung mittels der Sensoren Umgebungsdaten, die regelbasiert miteinander verknüpft werden. Zur Beschreibung der Umgebung oder einer Situation werden Kontexte auf einem Server zentral gespeichert. Wird ein Kontext erfolgreich erkannt, wird der Benutzer informiert und zur Durchführung der Hausaufgabe motiviert. Da die in der Arbeit beschriebene mobile Anwendung auf die bekanntesten Sensoren eines mobilen Endgerätes zugreifen kann, können beliebige Kontexte und Situationen erkannt werden. Durch die stetige Weiterentwicklung des Frameworks ist den hybriden Anwendungen ein uneingeschränkter Zugriff auf viele native Funktionen möglich. Der Einsatz hybrider Anwendungen ist dennoch vom Anwendungsfall abhängig

Designkonzeption mobiler Anwendungen zur Unterstützung therapeutischer Hausaufgaben

Therapeutische Hausaufgaben unterstützen Patienten bei einem schnelleren und erfolgreicheren Heilungsprozess. Ziel dieser Arbeit ist die Konzeption und das Design einer Applikation, die den Patienten bei dieser Aufgabe unterstützen soll. Durch eine intuitiv bedienbare Oberfläche soll es dem Patienten erleichtert werden seine Aufgaben zu erledigen. Ebenfalls soll der Therapeut einen besseren Überblick über den Heilungsprozess seiner Patienten erhalten. Die App sollte den vorgegebenen Styleguides unterschiedlicher Betriebssysteme entsprechen um ein hohes Maß an Usability und eine ansprechende Gestaltung einzuhalten. Für diesen Zweck wurden zuerst Papermockups und anschließend digitale Mockups erstellt. Letzteres wurde daraufhin mittels einer online Umfrage auf Benutzerfreundlichkeit und Bedienbarkeit untersucht. Für das Erstellen einer App existieren viele Ressourcen, jedoch benötigt jede Applikation ein eigenes Schema der Konzeption und muss individuell an die Problemstellung angepasst werden

Konzeption und Realisierung eines Mobile Serious Game für akustische Lokalisation

Die räumliche Zuordnung von Geräuschen ist eine wichtige Fähigkeit des menschlichen Hörsystems. Vor allem ältere Personen leiden häufig an Krankheiten, die diese Fähigkeit einschränken. Tinnitus, ein mögliches Symptom solcher Krankheiten, ist in Industriestaaten weit verbreitet. Durch die älter werdende Bevölkerung wird es immer wichtiger, neue Methoden für die Behandlung zu finden. Da innerhalb der letzten Jahre ein enormer Anstieg der Nutzung von mobilen Geräten stattfand, erforscht die Medizin, welche neuen Möglichkeiten durch diese Entwicklung entstehen. Ziel dieser Arbeit ist die Realisierung einer mobilen Applikation, mit der die akustische Lokalisationsfähigkeit von Menschen getestet werden kann. Die dafür zu erstellende Applikation besteht aus drei verschiedenen Modi, die dreidimensionale Töne simulieren. Dadurch soll die Fähigkeit des Richtungshörens in unterschiedlichen Situationen getestet werden können. Nach einer Erklärung des Symptoms Tinnitus erfolgt die Vorstellung eingesetzter Technologien (Sensoren, HRTF) und Frameworks (Web Audio API, Ionic 2, Angular, Cordova). Daraufhin wird die zu entwickelnde Applikation mit ihrer Benutzeroberfläche konzipiert und anschließend deren Umsetzung in Ionic 2 dokumentiert

Ein Rahmenwerk zur mobilen Unterstützung therapeutischer Interventionen

Immer mehr Menschen leiden in der heutigen Zeit unter psychischen Erkrankungen, wie Depressionen oder Posttraumatischen Belastungsstörungen, die mithilfe therapeutischer Interventionen im Rahmen einer Psychotherapie behandelt werden können. Die hierbei zur Anwendung kommenden Interventionen hängen jeweils grundsätzlich von den zu Beginn der Therapie definierten Therapiezielen ab, und erstrecken sich teilweise über mehrere Sitzungen hinweg. Viele Interventionen nutzen therapeutische Hausaufgaben, um die Zeit zwischen den Therapiesitzungen 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 Patienten über den Verlauf der Hausaufgabe essentiell, damit der Therapeut wichtige Erkenntnisse hinsichtlich der Wirksamkeit der Hausaufgabe bzw. therapeutischen Intervention erhält. Aufgrund 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 maßgeschneiderte technische Unterstützung, um eine kontinuierliche und angemessene Hausaufgabendurchführung gewinnbringend zu gewährleisten. Die vorliegende Arbeit adressiert die erwähnten Aspekte und Anforderungen seitens der Therapeuten und Patienten durch Einführung eines umfassenden Rahmenwerks zur mobilen Unterstützung therapeutischer Interventionen. Die hierbei erarbeiteten Konzepte erlauben einerseits eine robuste und flexible Ausführung therapeutischer Interventionen auf einem mobilen Endgerät 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 versetzen, 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 Gesundheitsforschung leisten kann