Interaktives Echtzeit- und High-Speed-System zur interdisziplinären Analyse von funktionalen und physiologischen Bewegungsprozessen

• Fachliche Zuordnung: Medizininformatik und medizinische Bioinformatik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 498061329

Durch das beantragte Großgerät wird an der Hochschule Trier eine einzigartige Forschungsinfrastruktur aufgebaut, welche in einem hochgradig interdisziplinären Umfeld für unterschiedliche gesundheitsrelevante Forschungsrichtungen eine multimodale Quantifizierung von funktionalen und physiologischen Bewegungs- und Belastungsprozessen ermöglicht. Ziel ist die Weiterentwicklung hochqualifizierter interdisziplinärer Forschung zu den Forschungsrichtungen: Prävention & (Bewegungs-)Therapie von chronisch unspezifischen Rückenschmerzen (F1), Analyse der Lokomotion mit Einfluss von Angst vor/durch Bewegung/Stürze (F2) und Forschung zur Analyse der menschlichen Stimmproduktion (F3).Die wissenschaftlichen Arbeiten erfordern eine komplexe Messplattform, die Untersuchungen von statischen bis hochdynamischen funktionalen Bewegungsanalysen unter Simulation möglichst realitätsnaher Szenarien ermöglicht. Kern des Gesamtsystems bildet ein instrumentiertes Split-Belt-Speziallaufband zur Applikation von mehraxialen hochdynamischen (Stör-)Reizen mit 3D Kraftmessung, welches mit einem 3D Bewegungsanalysesystem, einer virtuellen Realität und der Erfassung muskulärer Aktivitäten eine voll integrierte, synchronisierte und interaktive Gesamtlösung bildet. Ergänzend wird ein Hochgeschwindigkeits(HG)-Videosystem integriert, welches zeitlich hochaufgelöste Bewegungsanalysen und Beobachtungen z.B. der Reflexantwort des Rumpfes oder des Ausdrucks über die Gesichtsoberfläche ermöglicht. Durch die Modularität des Systems lassen sich flexibel Teilkomponentenkombinationen in unterschiedlichen Settings, angepasst für spezifische Forschungsfragen, nutzen. Mit ergänzenden Komponenten soll das HG-Videosystem zu einem eigenständigen, laryngoskopischen HG-Stimmforschungssystem erweitert werden. Durch den Einsatz von Verfahren der Musterkennung (Deep-Learning) sollen Bewegungsprozesse wissenschaftlich analysiert und Zusammenhänge identifiziert werden. Dies wird eine einzigartige Forschungsinfrastruktur schaffen, wodurch bewegungsbezogene multimodale Messungen im interdisziplinären Kontext (Prävention, Therapie, Biomechanik, Sportwissenschaft, Psychologie Phoniatrie) ermöglicht werden.Das System wird an der Hochschule Trier insbesondere den Forschungsschwerpunkt Life Sciences mit den Fachbereichen Informatik / Fachrichtung Therapiewissenschaften und Fachbereich Technik stärken. Der Einsatz des Systems soll dabei eng mit dem bewilligten Forschungskolleg Rheinland-Pfalz verknüpft werden. Ergänzt durch die weiteren antragsbeteiligten universitären Einrichtungen und dem Gesundheitscampus Trier werden kooperative Promotionen hervorragend realisierbar sein. Die Einbettung in das bestehende, exzellente Forschungsnetzwerk, mit vielen nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen, wird an der Hochschule Trier eine hochqualifizierte, erkenntnisorientierte Forschung, Publikationen in internationalen Fachjournalen, kompetitive Drittmittelanträge und neue Forschungsrichtungen ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: High-Speed Videosystem ; Split-Belt-Spezial-Laufband (+Motion Capture, VR, etc.)
• Gerätegruppe: 3490 Sonstige medizinische Registriergeräte und Zubehör ; 5430 Hochgeschwindigkeits-Kameras (ab 100 Bilder/Sek)
• Antragstellende Institution: Hochschule Trier
• Beteiligte Institution: Goethe-Universität Frankfurt am Main; Institut für Sportwissenschaften; Arbeitsbereich Sportmedizin und Leistungsphysiologie; Universität Trier; Fachbereich I - Pflegewissenschaft; Universität für Musik und Darstellende Kunst; Institut für Musik- und Bewegungspädagogik/Rhythmik sowie Musikphysiologie
• Leiter: Professor Dr. Steffen Müller
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Jörg Lohscheller