3D Bewegungsanalyse mit kraftinstrumentiertem Laufband

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 574003449

Beantragt wird ein Kraftinstrumentieres Laufband mit Konfiguration zur 3D Bewegungsanalyse. Das angestrebte Großgerät erlaubt die prozessbegleitende systematische Analyse zeit-kontinuierlicher und –diskreter kinetischer und kinematischer Kenngrößen der Lauf- und Gehbewegung des Menschen. So können im Vergleich zum freien Feld natürliche Laufbewegungen simuliert und ohne räumliche Veränderungen bzw. Unterbrechungen quasi-stationär registriert werden. Auf dieser Basis ist die Analyse von multiplen Lauf- und Gangzyklen und somit eine zuverlässige Bestimmung individueller Gangmuster möglich. Relevante Kenngrößen sind dabei (1) Winkel-Zeitverläufe beteiligter Gelenke (z.B. Fußgelenk, Kniegelenk, Hüftgelenk) in 3D, (2) temporo-spatiale Kennwerte, wie z. B. Schritt-weite, Schrittlänge und Fußaufsatzverhalten innerhalb eines jeden Schrittzyklus, sowie (3) auf den Körper wirkende Bodenreaktionskräfte bzw. Drehmomente in vertikaler und horizontaler Richtung u. a. in der Phase des Fußaufsatzes. Die Registrierung kinematischer Kenngrößen erfolgt mit Hilfe von im Raum fest installierten Infrarotkameras, die am Körper befestigte Marker (aktive oder passive Einzel bzw. Clustermarker) systematisch erfassen und über ein Körpermodell die Analyse einzelner Gelenksegmente erlaubt. Kinetische Kenngrößen (Kräfte und Momente in drei Ebenen) werden durch in den Laufbandboden eingelassene Kraftmessplattformen ermöglicht. So soll das Gerät die Analyse der maximalen und durchschnittlich wirkenden Kräfte eines jeden Fußaufsatzes und somit Rückschlüsse auf individuelle Muster des Fußaufsatz- und Fußabrollverhaltens ermöglichen. Alle relevanten kinematischen und kinetischen Kenngrößen des Messsystems werden in Bezug zueinander ausgewertet und erlauben die ganzheitliche Betrachtung des bipedalen Ganges bzw. Laufens. Neben der Diagnostik soll das Gerät auch der bewussten Manipulation nicht-habitueller Laufmuster dienen, um so Rückschlüsse auf das Lern- und Adaptationsverhalten motorischer Aktionen ziehen zu können bzw. die Relevanz einzelner Feedback-Mechanismen (kinästhetisches Feedback, taktiles Feedback) abzuschätzen. Eine wesentliche Anforderung ist hierfür die Verwendung dualer Laufbänder, so dass beispielsweise unterschiedliche Geschwindigkeiten für beide Beine, gegenläufige Bewegungen bzw. abruptes Abstoppen simuliert werden können.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: 3D Bewegungsanalyse mit kraftinstrumentiertem Laufband
• Gerätegruppe: 3490 Sonstige medizinische Registriergeräte und Zubehör
• Antragstellende Institution: Universität Hamburg
• Leiterin: Professorin Astrid Zech, Ph.D.