Interaktives Ganganalyse-Labor an der Uni Rostock

Das Forschungslabor Trainingswissenschaft an der Universität Rostock ist um ein interaktives Labor zur Echtzeit-Ganganalyse erweitert worden

17. März 2017
Das Gait Real-Time Analysis Interactive Lab am Forschungslabor Trainingswissenschaft an der Universität Rostock ist deutschlandweit das erste und derzeit einzige Großgerät dieser Art (Foto: Kristin Nölting)
Das Gait Real-Time Analysis Interactive Lab am Forschungslabor Trainingswissenschaft an der Universität Rostock ist deutschlandweit das erste und derzeit einzige Großgerät dieser Art (Foto: Kristin Nölting)

Das Forschungslabor Trainingswissenschaft an der Universität Rostock ist um ein Interaktives Labor zur Echtzeit-Ganganalyse – Gait Real-Time Analysis Interactive Lab (GRAIL) – erweitert worden. Das Besondere dieses Labors ist seine einzigartige Kombination aus ergometrischer Belastungsgestaltung und Beanspruchungsmessung für die interaktive Ganganalyse. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat die Anschaffung dieses Großgerätes mit einer Summe über 589.000 Euro gefördert. Professor Sven Bruhn vom Institut für Sportwissenschaft freut sich gemeinsam mit den Mitantragstellern Professor Rainer Bader (Orthopädische Klinik und Poliklinik), Professor Thomas Kirste (Institut für Informatik) und Professor Thomas Mittlmeier (Chirurgische Universitätsklinik) über die Erweiterung der Forschungsperspektiven.

„Das Labor verfügt damit deutschlandweit über das erste und derzeit einzige Großgerät dieser Art, wodurch uns äußerst präzise Ganganalysen möglich werden, die im Leistungssport sowie im präventiven und rehabilitativen Bereich von hoher Relevanz sind“, hebt Professor Bruhn hervor. Einerseits kann das innovative Gerät im Leistungssport zur Optimierung von Schrittlänge und Schrittfrequenz bei hohen Geschwindigkeiten zum Einsatz kommen. Andererseits kann das Labor im rehabilitativen Kontext genutzt werden. Hier interessieren Gangasymmetrien oder spezifische Gelenkbelastungen, die sich in der Folge von Verletzungen, Erkrankungen oder Operationen wie z.B. der exo- oder endoprothetischen Versorgung der Gelenke an der unteren Extremität einstellen können. Im präventiven Kontext sind insbesondere Aspekte der Sturzgefährdung zur erfolgreichen Verletzungsprophylaxe bei älteren Menschen von Interesse. Dabei werden Wahrnehmung und Aufmerksamkeit während des Gehens durch motorische oder kognitive Zusatzaufgaben moduliert, um die Automatismen beim Gehen zu untersuchen.

Beim GRAIL wird die ergometrische Belastungsgestaltung durch ein Laufband gewährleistet, das mit einer virtuellen Realität gekoppelt ist. Es ist möglich, das Laufband interaktiv durch Parameter der Bewegungsanalyse anzusteuern und in den Bewegungsmodalitäten zu beeinflussen. Die virtuelle Realität kann eine Bewegungsumgebung simulieren, die mit den Bewegungen des Laufbandes synchronisiert ist. Diese virtuelle Umgebung gestattet daneben auch die Visualisierung einzelner Bewegungsparameter für ein Feedback in Echtzeit.

Im Rahmen der Bewegungsanalyse werden alle Parameter erfasst, die für die Ganganalyse relevant sind. Drei High-Speed Videokameras sowie zehn infrarotbasierte Kameras registrieren alle Bewegungen von Körpersegmenten und Gelenken. Dreidimensionale Beschleunigungssensoren erfassen zusätzlich die Beschleunigung von Teilkörpersegmenten. Über zwei dreidimensionale Messplatten werden die Bodenreaktionskräfte beim Gehen und Laufen auf dem Laufband zusammengetragen. Die neuromuskuläre Aktivität wird mittels Oberflächen-Elektromyographie aufgezeichnet.

Die umfassenden Daten gestatten gemeinsam mit dem humanen Mehrkörpersegmentmodell des GRAIL die Gelenkmomente und Muskelzugkräfte zu berechnen. Dadurch sind vielfältige Aussagen aus der Innen- und Außenperspektive zu unterschiedlichen Modalitäten der Bewegungen beim Gehen und Laufen möglich.

Quelle: Universität Rostock, Foto: Kristin Nölting

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