Einfluss der Kalibrierungsposition auf die Analyse des Gangbildes

von juliusrodenbuecher

Studiengruppe: Julius Rodenbücher, Denise Happel & Yasmin Guhl

Inertialmesssysteme bieten einen unkomplizierten Zugang zur Erfassung und Analyse kinematischer Parameter. Am Institut für Sportwissenschaft arbeiten Studierende dazu mit dem Noraxon System und platzieren Beschleunigungssensoren (Inertial Measurement Unit, IMUs) am Körper der Testpersonen, über welche anschließend die Kinematik der Bewegungen erfasst werden kann.

Die Kalibrierung des Systems ist dabei ein entscheidender Arbeitsschritt, da hierdurch die Neutralnullposition der Testperson bzw. die Körperebenen definiert werden. Für die Untersuchungsdurchführung ist es somit von großer Bedeutung den Effekt der korrekten bzw. reproduzierbaren Kalibrierungsposition der Testperson zu verstehen, um vor allem in Längsschnittuntersuchungen die Gütekriterien der Messung zu sichern.

In dieser Studie soll dazu in einer Einzelfalluntersuchung der Effekt verschiedener Vorgehensweisen zur Kalibrierung auf die Analyseergebnisse untersucht werden.

„Welchen Einfluss nimmt der Standardisierungsgrad der Anweisungen zur Körperhaltungseinnahme während der Kalibrierung auf die Bewegungsmessung?„

Julius, 1. Semester, Master of Arts

Methode

Folgende Anweisungen wurden der Testperson zur Einnahme der Körperhaltungen während der Kalibrierung gegeben:

Kalibrierungsposition 1

„Stell dich aufrecht hin und lass die Arme hängen. Die Füße sollen schulterbreit nach vorne ausgerichtet sein“ (übliche Anweisung bei Bewegungsanalysen)

Kalibrierungsposition 2

„Stell dich bitte aufrecht hin und strecke einmal das rechte Bein aus“ (bewusst und übertriebene „falsche“ Position)

Kalibrierungsposition 3

„Stell dich bitte mit den Fersen rücklings an die Vorrichtung. Das kleine Brett sollte von deiner gesamten Fußinnenseite berührt werden. Nimm eine aufrechte Körperhaltung ein und schau nach vorne“ (Anwendung einer Kalibrierungsvorrichtung)

Die erste der Anweisungen erfolgt in der Regel, wenn die Kalibrierung als bloße Formalität wahrgenommen wird.

S. Kratzenstein, Leitung CAU Motion Lab

Ganganalyse und Sensorplatzierung

  • 20 Schritte auf dem Laufband
  • Geschwindigkeit: 6 km/h
  • je 3 Messwiederholungen pro Kalibrierungsanweisung
  • Sensoren
    • Unterer Thorax
    • Becken
    • Oberschenkel (R/L)
    • Unterschenkel (R/L)
    • Fußrücken (R/L)
  • kinematische Parameter
    • Hüftflexion (R)
    • Hüftrotation (R)
    • Knieflexion (R)
    • Sprunggelenk Dorsalflexion (R)

Ergebnisse

Hüftflexion
Hüftrotation
Knieflexion
Dorsalflexion

Fazit

  • Die Kalibrierungsposition hat einen Einfluss auf die kinematischen Parameter.
  • Während die Verläufe weiterhin korrelieren, führen die Kalibrierungspositionen zu Offsets zwischen Winkel-Zeit-Verläufen.
  • Absolute Parameter (z.B. Gelenkwinkel zu bestimmten Zeitpunkten) sind stark abhängig von der Kalibrierung.
  • Relative Werte (in diesem Fall: Bewegungsumfang, RoM) sind eher robust gegen unterschiedliche Anweisungen.
  • Körperwinkel, die auch eher unbewusst reproduzierbar sind, sind auch weniger abhängig vom Standardisierungsgrad der Kalibrierung.
  • Die Verwendung eines Kalibrierungsgeräts führte zur zuverlässigsten Reproduzierbarkeit der Daten. Eine Anwendung eines solchen Geräts ist zu empfehlen, wenn kinematische Parameter in Längsschnittstudien vergleichen werden sollen.

Seminar: Bewegungswissenschaftliche Perspektiven im WS 2021/22

Betreuung: Dr. S. Kratzenstein