Projekte

Mit zunehmendem Schweregrad der Kniearthrose ist die körperliche Aktivität betroffener Personen eingeschränkt und die Lebensqualität gemindert. Ein angemessenes Maß an Bewegung und die daraus resultierende Gelenkbelastung ist von zentraler Bedeutung, um das Fortschreiten der Erkrankung zu verlangsamen. Betroffenen fällt es jedoch häufig schwer, die Art der körperlich-sportlichen Aktivität sowie eine angemessene Dauer und Intensität der Aktivität zu wählen, um folglich zu vermeiden, dass es zu Überbelastung, Schmerz und Funktionsverlust kommt. Mobile Healthcare-Technologien können für Betroffene eine erhebliche Hilfestellung darstellen und zur Verbesserung existierender Präventionsmaßnahmen eingesetzt werden. Durch objektives Feedback zum Bewegungs- bzw. Belastungszustand des betroffenen Gelenks, kann eine gezielte Anpassung des Bewegungsverhalten erfolgen. Die Ziele dieses Forschungsprojektes bestehen darin zu überprüfen, ob eine intelligente Kniebandage in der Lage ist, den Belastungszustand im Kniegelenk mit ausreichender Genauigkeit für das Anwendungsfeld Gonarthrose abzuschätzen und ob eine vierwöchige Nutzung der intelligenten Kniebandage sich positiv auf das Aktivitätsverhalten sowie das Schmerzempfinden von Patienten mit Gonarthrose auswirkt.

Laufzeit

• 2022 - 2026

Beteiligte Institutionen

• Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Akademischer Mitarbeiter

Batın Yılmazgün

+49 721 608 - 43542
batin.yilmazguen∂kit.edu

Förderung

• Bauerfeind AG

Hüftarthrose ist eine degenerative Gelenkerkrankung mit hoher Prävalenz und einem großen Einfluss auf die Lebensqualität der betroffenen Personen. Daher kommt der Entwicklung effektiver konservativer Behandlungsstrategien, die das Auftreten und Fortschreiten der Erkrankung verzögern sollen, eine große Bedeutung zu. Patienten mit Hüftarthrose weisen häufig eine eingeschränkte Mobilität im Hüftgelenk auf, was zu diverseren Veränderungen im Gangbild und in der Gelenkbelastung führt. Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist es daher, die Hüftfunktion und das Gangmuster von Patienten mit unilateraler Hüftarthrose zu analysieren und zu evaluieren, ob eine neuartige Hüftorthese die Funktionalität des Hüftgelenks und die Gangbiomechanik positiv beeinflussen kann.

Der degenerative Verschleiß des Gelenkknorpels im inneren Anteil des Kniegelenks entspricht einer häufigen Form der Arthrose. Im Rahmen der konservativen Behandlung des Krankheitsbildes, sind orthopädische Hilfsmittel von großer Bedeutung, um eine Schmerzreduktion und Steigerung der Funktionalität Betroffener zu erzielen. Häufig zeigen Patienten eine sogenannte Varus- (O-Bein-) Fehlstellung im Kniegelenk, wodurch es zu einem veränderten Belastungsgefüge im Kniegelenk und Modifikationen im Gangbild kommt. Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist daher die Untersuchung der Wirkung einer neuen Knieorthese in Bezug auf die mediale Kniebelastung und die Biomechanik des Gangs sowie die Funktionalität und das Schmerzniveau im Kniegelenk.

Laufzeit

• 2021 - 2023

Förderung

• Bauerfeind AG

Aufbauend auf das zuvor am BioMotion Center durchgeführte und durch das Bundesinstitut für Sportwissenschaft geförderte Forschungsprojekt "Leistungsdiagnostik im Recurve-Bogenschießen: Entwicklung und Evaluation eines Systems zur Analyse der Dynamik der Schützen-Bogen-Interaktion" verfolgt dieses Forschungsprojekt in Kooperation mit der Abteilung Bogensport des Deutschen Schützenbunds das Ziel, das entwickelte Messsystem zur Erfassung der Druckverteilung zwischen der Hand des/r Athleten*in und des Recurve-Bogens im Bereich Hard- und Software weiterzuentwickeln und dabei insbesondere Erkenntnisse und Rückmeldungen aus der Sportpraxis umzusetzen.

Laufzeit

• 2021 - 2022

Partner

• Stefan Müller (Deutscher Schützenbund e.V., DSB)
• Oliver Haidn (Deutscher Schützenbund e.V., DSB)

Förderung

• Bundesinstitut für Sportwissenschaft (BISp)

Das Forschungsprojekt „Modellierung der Leistungsstruktur in den olympischen Gewehrdisziplinen Luft- und Kleinkalibergewehr“ wird vom Bundesinstitut für Sportwissenschaft gefördert. Das Ziel des Projekts besteht darin, Leistungsstrukturmodelle für die olympischen Disziplinen Luft- und Kleinkalibergewehr zu entwickeln. Mit diesen Modellen werden eine theoretische Fundierung und Optimierung der trainingspraktischen Leistungsdiagnostik sowie der Trainingsplanung im Bereich Gewehr ermöglicht. Das Projekt wird in enger Kooperation mit dem Deutschen Schützenbund bearbeitet.

Laufzeit

• 2019 - 2022

Partner

• Stefan Müller (Deutscher Schützenbund e.V., DSB)

Förderung

• Bundesinstitut für Sportwissenschaft (BISp)

Die Hüftarthrose geht mit Schmerzen und funktionellen Einschränkungen einher und ist eine der Hauptursachen für Beeinträchtigungen in der älteren Bevölkerung. Sofern das persönliche Leiden von Patienten zu groß ist und konservative Behandlungsmethoden nicht mehr helfen, kann mittels einem künstlichen Gelenkersatz eine Schmerzlinderung und Wiederherstellung des Aktivitätsniveaus erfolgen. Trotz exzellenter klinisch-funktioneller Ergebnisse nach Hüftgelenksprothese bleiben teilweise Abweichungen im Gangmuster bestehen, welche das Risiko steigern, das in weiteren Gelenken ebenfalls eine Arthrose auftritt. Das Ziel unseres Teilprojekts ist vorherzusagen, welche Patienten anfällig für einen negativen Verlauf nach dem Einsatz der Hüfttotalendoprothese (u.a. charakterisiert durch Abweichungen in Gangmustern und erhöhten Gelenksbelastungen) sind und somit ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung von Arthrose in benachbarten Gelenken haben. Die frühzeitige Identifikation ist notwendig, um die Rehabilitation nach einer Hüfttotalendoprothese zu optimieren und die Behandlungskosten für das Gesundheitssystem zu reduzieren.

Laufzeit

• 2022 - 2025

Partner

• Dr. Stefan van Drongelen (Klinik für Orthopädie (Friedrichsheim) des Universitätsklinikums Frankfurt)

Das Forschungsprojekt „Einfluss des kraniomandibulären Systems auf die posturale Kontrolle des Menschen bei dynamischen Gleichgewichtsaufgaben“ wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. Das Ziel des Projekts besteht darin, erstmals den Einfluss kontrollierter motorischer Aktivität des kraniomandibulären Systems (KMS) auf die posturale Kontrolle in prädizierbaren und nicht-prädizierbaren Situation zu untersuchen. Hierzu werden die Bewegungen von Probanden beim Lösen von dynamischen Gleichgewichtsaufgaben auf kinematischer und muskulärer Ebene erfasst und mit Verfahren, die unmittelbar aus aktuellen Modellen der motorischen Kontrolle abgeleitet sind, analysiert. Mit diesem interdisziplinären Forschungsansatz werden bisherige Forschungsarbeiten zielgerichtet fortgesetzt, um den Einfluss des KMS auf posturale Kontrollprozesse umfassend zu verstehen.

Laufzeit

• 2019 - 2022

Partner

• Prof. Dr. med. dent. M. Schmitter (Universitätsklinikum Würzburg)
• PD Dr. med. dent. D. Hellmann (Akademie für Zahnärztliche Fortbildung Karlsruhe)
• Dr. S. Ringhof (Albert-Ludwigs-Universität Freiburg)

Förderung

• Deutsche Forschungsgemeinschaft

Das Ziel des Verbundprojekts "Jung bleiben mit Robotern (JuBot) - Vielseitige Assistenzrobotik für die Alltagsbewältigung" ist die Entwicklung von humanoiden Robotersystemen und Exoskeletten mit Assistenzfunktionen, die ältere Menschen bei der Bewältigung von Alltagsaufgaben unterstützen. Im Fokus steht hierbei die Personalisierung der Assistenzfunktionen, um die Systeme optimal auf die sehr individuellen Bedürfnisse älterer Menschen anzupassen. Das Projekt gliedert sich in vier Bereiche: (A) Mechano-Informatik assistiver Robotertechnologien, (B) Personalisierte und kontextsensitive Assistenz, (C) motorisches und kognitives Training und (D) zukünftiges Leben mit Assistenzrobotern. Der wissenschaftliche Beitrag des BioMotion Centers ist dem Bereich (C) zuzuordnen. Konkret geht es darum gekoppelte biomechanische Mensch-Robotermodelle zu entwickeln, um den Personalisierungsprozess zu optimieren. Des weiteren werden Konzepte entwickelt, wie die motorische Leistungsfähigkeit älterer Menschen mit Hilfe von humanoiden Robotersystemen und Exoskeletten diagnostiziert sowie durch robotergestützte, personalisierte Trainingsprogramme verbessert bzw. erhalten werden kann.

Laufzeit

• 2021 - 2026

Partner

• Prof. Dr.-Ing. T. Asfour (IAR, KIT)
• Prof. Dr.-Ing. B. Hein (IAR, KIT)
• Prof. Dr.-Ing. S. Matthiesen (IPEK, KIT)
• Prof. Dr. A. Woll (IfSS, KIT)
• Dr. J. Krell-Rösch (IfSS, KIT)

Förderung

• Carl-Zeiss-Stiftung

Sportlehrer sind u.a. mit nachfolgenden Herausforderungen konfrontiert: (1) Sportliche Bewegungen beschreiben, analysieren und aus biomechanischer Perspektive zu verstehen, sind zentrale Bestandteile des Sportunterrichts in der gymnasialen Oberstufe. Aufgrund fehlender Grundvorstellungen physikalischer Größen (bspw. Kraft-Zeit-Verläufe bei Sprüngen) bereitet dies Schülern häufig Probleme. (2) Im Sportunterricht haben es Sportlehrer häufig mit sehr heterogenen Lerngruppen zu tun, die in der Regel nur einmal pro Woche Sportunterricht haben (Bewegungszeit < 75min). Dies führt dazu, dass Schüler häufig große Probleme mit der Aneignung neuer sportlicher Fertigkeiten haben. (3) Darüber hinaus sind Sportlehrer häufig nicht in der Lage, alle sportlichen Fertigkeiten aller Sportarten, die für den Sportunterricht relevant sind, sehr gut vorzumachen und Schülern somit eine Vorstellung zu vermitteln, wie die zu erlernde sportliche Fertigkeit genau aussieht. Vor dem Hintergrund dieser Herausforderungen ist das Ziel dieses Projekts die Entwicklung digitaler Lösungen, die (1) helfen mechanische Größen zu visualisieren und erfahrbar zu machen und (2) motorische Lernprozesse im Schulsport zu unterstützen.

Laufzeit

• 2021 - 2023

Partner

• Dr. Tobias Wunsch (ZLB)

Förderung

• Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg