Bern Movement Lab

Sie möchten die menschliche Bewegung in all ihren Aspekten und Facetten analysieren? Das Bern Movement Lab bietet hochwertige Infrastruktur und Expertise auf dem Gebiet der Bewegungsbiomechanik.

Wir untersuchen das komplexe Zusammenspiel von Muskeln, Kräften, Gelenksbewegungen und Körperhaltungen. Wir decken das Spektrum von der Messung bis hin zur Anwendung und Entwicklung von computergestützten Modellen zur Analyse des muskuloskelettalen Systems ab.

Im Bern Movement Lab sind die Kompetenzen aus Physiotherapie, Sport- und Bewegungswissenschaft und Ingenieurwesen vereint. Unser Ziel ist es, die Leistungsfähigkeit und das Wohlbefinden von Patient*innen zu verbessern. Dafür betreiben wir das Bern Movement Lab in Kooperation mit dem Institut für Physiotherapie (Inselspital) und der Ortho-Team AG.

BFH Gesundheit, Bern Movement Lab der Forschung Physiotherapie

Angebot des Bern Movement Labs

Wir stehen im Rahmen von Forschungsprojekten oder für Dienstleitungen gerne als Partner an Ihrer Seite. Unser Angebot umfasst:

Bewegungsanalysen hinsichtlich Kinematik (Bewegung), Kinetik (Kraft) und neuromuskuläre Kontrolle (Muskelfunktion)
Klinisch verordnete Ganganalysen
Laborgestützte Bewegungsanalysen bei spezifischen (Alltags)aktivitäten wie Treppengehen, Rennen auf dem Laufband, Sprüngen oder beim Heben von Lasten
Forschungskooperationen (Zusammenarbeit in Forschungsprojekten, Forschungspraktika, Qualifikationsarbeiten)
Entwicklung und Validierung von klinisch orientierten Assessments (Technologietransfer vom Labor in die Praxis)
Lehre und Weiterbildung im Zusammenhang mit Bewegungsbiomechanik und der vorhandenen Infrastruktur
OpenLab: Zur Verfügung stellen von Laborfläche und/oder Infrastruktur für externe Forschungsgruppen oder Industrie
Consulting über den gesamten Prozess der Bewegungsbiomechanik im Einzelfall, in Forschungsprojekten oder in der klinischen Routine (Messung, Analyse, Reporting)
Softwareentwicklungen im Bereich der Bewegungsbiomechanik

Wie wir arbeiten

Im Bern Movement Lab arbeiten die folgenden Forschungsgruppen:

Methoden

Im Bern Movement Lab verfügen wir über ein modernes Methodenspektrum zur Quantifizierung der menschlichen Bewegung. Ein zentrales Instrument bildet ein optisches markerbasiertes Messsystem von Vicon mit 16 Kameras zur dreidimensionalen Bewegungserfassung. Nebst der Bewegung beschäftigen wir uns in der Bewegungsbiomechanik mit Kräften und Muskelaktivitäten, wofür ebenfalls Messgeräte zur Verfügung stehen. «Nach dem Messen ist vor der Analyse»: Wir verfügen zudem über eigens entwickelte Softwareroutinen für Post-Processing, Analyse und Reporting von Biomechanikdaten.

Partnerschaften

Kinematik

Die Kinematik beschreibt die Bewegung von Körpern im Raum und beinhaltet die Grössen Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung. Die Kinematik kommt immer dann zum Tragen, wenn beispielsweise ein Winkel im Kniegelenk interessiert oder wenn Gehgeschwindigkeit oder Schrittlänge eines Menschen analysiert werden sollen. Dafür verfügen wir über folgende Messsysteme:

3D Motion Capture System (Vicon Motion Systems, Ltd., Oxford, UK) mit 16 Kameras (8x Bonita3, 2x Bonita10, 6x Vero v1.3
3D Elektromagnetisches Tracking (3D Guidance trackSTAR™, NDI, Waterloo, Ontario, CA)
4x USB 3.0 Basler ace Industriekamera, 1.3 MP, 203 fps, monochrom (Basler AG, Ahrensburg, DE)
Digital Video gebunden an Vicon System, 2x FLIR Blackfly S, 2.3 MP, 163 fps, color (Teledyne FLIR LLC)
WaveTrack Inertialsystem (IMU) mit 7 Sensoreinheiten von cometa (Cometa Systems, Bareggio MI, IT)
GAITrite Gangteppich zur Bestimmung von räumlich-zeitlichen Gangparametern (CIR Systems, Inc., Franklin, USA)

Kinetik

Die Kinetik beschreibt die Ursache der Bewegung von Körpern und damit die Kräfte, welche auf diese wirken. Es geht also beispielsweise um Muskelkräfte und Momente, welche diese an Gelenken erzeugen. Oder um so genannte Bodenreaktionskräfte, die bei Sprüngen wirken und wichtige Informationen über Komponenten der Kraftfähigkeit enthalten.

2x Kraftmessplatte fix gebunden an Vicon System zur 3D Kraftmessung, 2x AMTI OR6 (AMTI, Inc., Watertown, USA)
6x mobile 3D Kraftmessplatte von Kistler, Typ 9286 für die Biomechanik (Kistler Instrumente AG, Winterthur, CH)
Diverse eindimensionale Kraftaufnehmer für Druck und Zug
Laufbandergometer FDM-T mit integrierter plantarer Druckmessung (zebris Medical GmbH, Isny, DE)
Instrumentierte Laufbänder mit 1D Kraftsensoren zur Messung der Bodenreaktionskraft und für die Schritterkennung
Messplatten für plantaren Druck von zebris (zebris Medical GmbH, Isny, DE) und rsscan (RSscan Lab Ltd., Ipswich, UK)
Treppe mit integrierter 3D Bodenreaktionskraftmessung (via Kistler Kraftmessplatte)
Beinpresse mit 3D Kraftmessung (via Kistler Kraftmessplatte)
Kraftmessplatte Kistler Quatro Jump (Kistler Instrumente AG, Winterthur, CH)
Mobile Bodenreaktionskraftmessung moticon OpenGo (Moticon ReGo AG, München, DE)

Neuromuskuläre Kontrolle

Die neuromuskuläre Kontrolle beschäftigt sich mit der Muskelaktivität und damit mit der Ursache der eigentlichen Kraftentwicklung im menschlichen Bewegungsapparat. Die neuromuskuläre Kontrolle fragt beispielsweise nach dem Grad und dem Zeitpunkt muskulärer Aktivierung und verwendet die Elektromyografie als Messmethode.

16-Kanal Wireless-EMG cometa WavePlus mit 8x MiniWave und 8x Pico Sensoren inkl. Analog-Option, in Verbindung mit Vicon System (Cometa Systems, Bareggio MI, IT)
8-Kanal Wireless-EMG Myon 320
2x 16-Kanal & 1x 8-Kanal Semi-wired-EMG (Noraxon, Scottsdale, USA)
Multi-Channel EMG System EMG-USB2+ mit diversen Linear- und Matrixelektroden für die Messung mit 8 bis 64 Kanälen (OT Bioelettronica, Turin, IT)

Neuromuskuläre Kontrolle als Methodik im Bern Movement Lab

Datenanalyse

Im biomechanischen Forschungsalltag fallen viele Daten an. Mit der Messung alleine ist es aber nicht getan. Oft stammen Daten aus verschiedenen Quellen, welche projektspezifisch und reproduzierbar analysiert werden müssen. Dafür gibt es kein Allgemeinrezept. Deshalb stellen wir im Bern Movement Lab einen grossen Teil der Datenaufbereitung, der Datenanalyse und des Reportings mit eigens entwickelter Software sicher:

Matlab (The Mathworks Inc., Natick, USA) für technische Berechnungen mit eigens entwickelten Softwarepackages fürs Post-Processing und die Analyse von jeglichen Biomechanik- und EMG-Daten aus dem Bern Movement Lab
GaitLApp: Eigens entwickeltes Matlab-basiertes GUI für die Reporterstellung aus klinischen Ganganalysen
Muskuloskelettales Modeling mit OpenSim
Datenanalyse, Statistische Modellierung und Reporting mit Python und R

Datenanalyse im Bern Movement Lab der Berner Fachhochschule

Physiologie, Leistungsphysiologie, Neurologie

Messung der Herzfrequenz und Herzfrequenzvariabilität (Polar)
Spirometrie (Cosmed)
Laktatmessung (Accusport)
Messung der Körperzusammensetzung (TANITA MC-780MA-N)
Ultraschall Bildgebung Alpinion E CUBE i7 mit Linearschallkopf 12 MHz LE3-12T und Konvexschallkopf 6 MHz C1-6T (Alpinion Medical Systems, Seoul, KR)
2x Mobile Ultraschall Bildgebung über USB Telemed MicroUs Ext mit Linearschallkopf 12 MHz L12-5L40S-3 (TELEMED UAB, Vilnius, LT)
Portables 21-Kanal EEG System DSI-24 (Wearable Sensing, San Diego, US)

Physiologie in der Berner Fachhochschule

Weitere Messtechnik und Gerätschaften

Messtechnik

6x 8-Kanal Univeralmessverstärker mit Mess- und Analysesoftware (UK labs, Kempen, DE)
Beschleunigungssensoren 2D und 3D semi-wired (Noraxon, Scottsdale, USA)
Elektrogoniometer 1D und 2D semi-wired (Noraxon, Scottsdale, USA)
Drucksensoren semi-wired (Noraxon, Scottsdale, USA)
Fusskontaktschalter semi-wired (Noraxon, Scottsdale, USA)

Gerätschaften

Laufbandergometer (LifeFitness, Kettler, h/p Cosmos)
Fahrradergometer (Daum Elektronik)
Ruderergometer (Concept2)
Stochastische Ganzkörpervibration SRT Zeptor (Zeptoring Deutschland GmbH, Bernlin, DE)