Bern Movement Lab
Souhaitez-vous analyser le mouvement humain sous tous ses aspects et facettes ? Le Bern Movement Lab offre une infrastructure et une expertise de qualité dans le domaine de la biomécanique.
Nous étudions l’interaction complexe entre les muscles, les forces, les mouvements des articulations et les postures. Nous couvrons le spectre allant de la mesure à l’application, en passant par le développement de modèles assistés par ordinateur pour l’analyse du système musculosquelettique.
Le Bern Movement Lab réunit les compétences de la physiothérapie, des sciences du sport et du mouvement, et enfin de l’ingénierie. Notre objectif ? Améliorer les performances et le bien-être des patient-e-s. Pour cela, nous exploitons le Bern Movement Lab en coopération avec l’Institut de physiothérapie (Hôpital de l’Île) et Ortho-Team AG.
Offre du Bern Movement Lab
Nous vous accompagnons en qualité de partenaire dans le cadre de projets de recherche ou de prestations de services. Notre offre englobe :
- Analyses des mouvements en termes de cinématique (mouvement), de cinétique (force) et de contrôle neuromusculaire (fonction musculaire)
- Examens cliniques de la marche sur prescription
- Analyses de mouvements en laboratoire lors d’activités spécifiques (quotidiennes) comme monter des escaliers, courir sur un tapis roulant, faire des sauts ou soulever des charges
- Coopération dans la recherche (projets de recherche, stages de recherche, travaux de qualification)
- Développement et validation d’évaluations à orientation clinique (transfert de technologie du laboratoire à la pratique)
- Enseignement et formation continue en rapport avec la biomécanique et l’infrastructure existante
- OpenLab : mise à disposition d’un laboratoire ou d’une infrastructure à des groupes de recherche externes ou à l’industrie
- Prestations de conseil sur l’ensemble du processus de la biomécanique dans des cas individuels, dans le cadre de projets de recherche ou dans la routine clinique (mesure, analyse, rapport)
- Développement de logiciels dans le domaine de la biomécanique
Notre approche
Le Bern Movement Lab réunit les groupes de recherche suivants :
- Contrôle neuromusculaire
- Biomécanique du pied et technologie
- Biomécanique de la colonne vertébrale
- Santé du plancher pelvien
Méthodes
Au Bern Movement Lab, nous disposons d’un éventail de méthodes modernes pour quantifier le mouvement humain. Au cœur de notre dispositif figure un système de mesure optique basé sur des marqueurs de Vicon, équipé de 16 caméras pour la saisie tridimensionnelle des mouvements. Outre le mouvement, la biomécanique s’intéresse aux forces et aux activités musculaires, pour lesquelles nous disposons également d’appareils de mesure. « Après la mesure, c’est avant l’analyse » : nous disposons également de routines spécialement conçues pour le post-traitement, l’analyse et le reporting des données biomécaniques.
Partenaires
Cinématique
La cinématique décrit le mouvement des corps dans l’espace et comprend les grandeurs de position, de vitesse et d’accélération. La cinématique intervient invariablement lorsque l’on s’intéresse par exemple à un angle dans l’articulation du genou ou lorsque l’on veut analyser la vitesse de marche ou la longueur de pas d’une personne. Pour ce faire, nous disposons des systèmes de mesure suivants :
- 3D Motion Capture System (Vicon Motion Systems, Ltd., Oxford, UK) équipé de 16 caméras (8x Bonita3, 2x Bonita10, 6x Vero v1.3
- Échoguidage électromagnétique 3D (3D Guidance trackSTAR™, NDI, Waterloo, Ontario, CA)
- 4x USB 3,0 Basler ace caméra industrielle, 1,3 Mpx, 203 ips, monochrome (Basler AG, Ahrensburg, DE)
- Vidéo numérique liée au système Vicon, 2x FLIR Blackfly S, 2,3 Mpx, 163 ips, couleur (Teledyne FLIR LLC)
- Système inertiel WaveTrack (IMU) équipé de 7 unités de capteurs de cometa (Cometa Systems, Bareggio MI, IT)
- Tapis de course GAITrite pour déterminer les paramètres spatiotemporels de la marche (CIR Systems, Inc., Franklin, USA)
Cinétique
La cinétique décrit la cause du mouvement des corps et, partant, les forces qui agissent sur ceux-ci. Elle étudie notamment les forces musculaires et les moments articulaires. Ou encore les forces dites de réaction du sol qui agissent en cas de sauts et qui comportent des informations importantes sur les composantes de la force.
- 2x plateau de mesure de force fixé au système Vicon pour mesurer la force 3D, 2x AMTI OR6 (AMTI, Inc., Watertown, USA)
- 6x plaque dynamométrique 3D mobile de Kistler, type 9286 pour la biomécanique (Kistler Instrumente AG, Winterthur, CH)
- Divers capteurs de force unidimensionnels pour la compression et la traction
- Ergomètre sur tapis roulant FDM-T avec mesure intégrée de la pression plantaire (zebris Medical GmbH, Isny, DE)
- Tapis de course instrumentés avec capteurs de force 1D pour mesurer la force de réaction du sol et pour reconnaitre les pas
- Plaques de mesure pour la pression plantaire de zebris (zebris Medical GmbH, Isny, DE) et RSscan (RSscan Lab Ltd, ipswich, UK)
- Escalier avec mesure intégrée de la force de réaction du sol en 3D (via le plateau de mesure de force Kistler)
- Presse à jambes avec mesure de force 3D (via le plateau de mesure de force Kistler)
- Plaque de mesure de force Kistler Quatro Jump (Kistler Instrumente AG, Winterthur, CH)
- Mesure mobile de la force de réaction du sol moticon OpenGo (Moticon ReGo AG, Munich, DE)
Contrôle neuromusculaire
Le contrôle neuromusculaire porte sur l’activité musculaire et par conséquent sur l’origine du développement de la force proprement dite dans l’appareil locomoteur humain. Il interroge notamment le degré et le moment d’activation musculaire et utilise l’électromyographie (EMG) comme méthode de mesure.
- EMG sans fil 16 canaux cometa WavePlus avec 8x MiniWave et 8x Pico capteurs, option analogique incluse, en combinaison avec le système Vicon (Cometa Systems, Bareggio MI, IT)
- EMG sans fil à 8 canaux Myon 320
- 2x 16 canaux et 1x 8 canaux semi-wired EMG (Noraxon, Scottsdale, USA)
- Système EMG multi-canaux EMG-USB2+ avec diverses électrodes linéaires et matricielles pour la mesure avec 8 à 64 canaux (OT Bioelettronica, Turin, IT)
Analyse de données
La recherche biomécanique génère de nombreuses données au quotidien. La mesure seule ne suffit pourtant pas. Souvent, les données proviennent de différentes sources qui doivent être analysées selon une approche spécifique au projet et sous une forme reproductible. Il n’existe pas de recette universelle. C’est pourquoi, au sein du Bern Movement Lab, nous nous chargeons d’une grande partie de la préparation des données, de leur analyse et du reporting à l’aide d’un logiciel développé par nos soins :
- Matlab (The Mathworks Inc., Natick, USA) pour les calculs techniques avec des logiciels spécialement développés pour le post-traitement et l’analyse de toutes les données biomécaniques et d’EMG du Bern Movement Lab
- GaitLApp : interface utilisateur graphique basée sur Matlab développée en interne pour créer des rapports à partir d’examens cliniques de la marche
- Modélisation musculosquelettique avec OpenSim
- Analyse de données, modélisation statistique et reporting avec Python et R
Physiologie, physiologie de performance, neurologie
- Mesure de la fréquence cardiaque et de la variabilité de la fréquence cardiaque (Polar)
- Spirométrie (Cosmed)
- Mesure du lactate (Accusport)
- Mesure de la composition corporelle (TANITA MC-780MA-N)
- Imagerie par ultrasons Alpinion E CUBE i7 avec sonde linéaire 12 MHz LE3-12T et sonde convexe 6 MHz C1-6T (Alpinion Medical Systems, Seoul, KR)
- 2x Imagerie mobile par ultrasons via USB Telemed MicroUs Ext avec sonde linéaire 12 MHz L12-5L40S-3 (TELEMED UAB, Vilnius, LT)
- Système EEG portable à 21 canaux DSI-24 (Wearable Sensing, San Diego, US)
Autres techniques de mesure et appareils
Technique de mesure
- Amplificateur de mesure universel 6x 8 canaux équipé d’un logiciel de mesure et d’analyse (UK labs, Kempen, DE)
- Accéléromètre 2D et 3D semi-wired (Noraxon, Scottsdale, États-Unis)
- Accéléromètre 1D et 2D semi-wired (Noraxon, Scottsdale, États-Unis)
- Capteurs de pression semi-wired (Noraxon, Scottsdale, États-Unis)
- Interrupteur à pédale semi-wired (Noraxon, Scottsdale, États-Unis)
Appareils
- Tapis de course ergométrique (LifeFitness, Kettler, h/p Cosmos)
- Vélo ergomètre (Daum Elektronik)
- Rameur ergomètre (Concept2)
- Vibration stochastique du corps entier SRT Zeptor (Zeptoring Deutschland GmbH, Bernlin, DE)
Le Bern Movement Lab réunit les groupes de recherche suivants :
- Contrôle neuromusculaire
- Biomécanique du pied et technologie
- Biomécanique de la colonne vertébrale
- Santé du plancher pelvien
