E12 Präsentation SS 2016

Bachelorstudiengang Medizintechnik
Kompetenzfeld
Biomechanik & Bewegungswissenschaft
I. Krauß, P. Schneeweiß, P. Gollmer & Mitarbeiter
Module des Kompetenzfelds
Das Kompetenzfeld besteht aus zwei separaten Modulen
Moduldauer: je 1 Semester

Angewandte Biomechanik und Motorik (Stuttgart):
Prof. Dr. W. Alt
 Vorlesung: Biomechanik der menschlichen Bewegung (2 SWS, 2 LP)
 Übung: Biomechanische Methoden und motorische Experimente, Advanced
EDULAB (2 SWS, 4 LP)

Klinische und orthopädische Biomechanik (Tübingen):
PD Dr. I. Krauß & Mitarbeiter
 VL: Messtechnik in Biomechanik und Bewegungswissenschaft (2 SWS, 2 LP)
 Übung: Praktische Anwendung & Evaluation ausgewählter Methoden (2 SWS, 4 LP)
Inhalte Tübingen
Klinische und orthopädische Biomechanik

Aufbau Kompetenzbereich (Modul K6.2)
 maximal 12 Teilnehmer
 Vorlesung und praktische Übung
 schriftliche Prüfung (Gewichtung 50%)
 Präsentation der Ergebnisse aus praktischer Übung (Gewichtung 50%)

Aufbau Ergänzungsbereich (Modul E12)
 keine Begrenzung der Teilnehmerzahl
 Vorlesung
 schriftliche Prüfung (Gewichtung 100%)
Kompetenzbereich und Ergänzungsbereich nehmen an derselben Vorlesung teil.
Lehrziele des Kompetenzfelds
Vorlesung (Ergänzungsbereich):

Sie erlernen und verstehen die Grundlagen kinematischer, kinetischer,
elektrophysiologischer, leistungsphysiologischer sowie manueller
Messmethoden.

Sie erhalten einen Einblick in die praktische Umsetzung der
theoretischen Lehrinhalte.

Sie erwerben Kenntnisse über das Tätigkeitsfeld Sportmedizin und die
möglichen Schnittstellen zur Medizintechnik.
Kompetenzbereich (Praktikum):


Sie wenden ausgewählte Messmethoden eigenständig an (Praktikum).
Sie erwerben Kenntnisse in der Durchführung naturwissenschaftlicher
Experimente im klinischen Feld.
Terminplanung WS 2016/17
KW
Datum Vorlesung
Datum Übung
Thema Übung
8
15. Febr. 2016
9
22. Febr. 2016
10
29. Febr. 2016
11
7. März 2016
12
14. März 2016
14. März 2016
Einführung
13
21. März 2016
21. März 2016
Praktikum
14
28. März 2016
15
4. April 2016
4. April 2016
Praktikum
16
11. April 2016
11. April 2016
Praktikum
17
18. April 2016
18. April 2016
Praktikum
18
25. April 2016
25. April 2016
Praktikum
2. Mai 2016
Vorstellung
Ergebnisse
19
Stundenplan WS 2016/17
Das multidisziplinäre Lehr-Team (Änderungen vorbehalten)
PD Dr. Inga
Krauß
Dr. Benjamin
Steinhilber
Patrick
Schneeweiß
Clemens Plank
Philipp Gollmer
Dr. med. Pia
Janßen
Physiotherapie
Sport-Wiss
Sport-Wiss
Informatik
Orthopädie
7
Themenübersicht (Änderungen vorbehalten)
PD Dr. Inga
Krauß
Dr. Benjamin
Steinhilber
Patrick
Schneeweiß
Einführung
Elektromyographie
Leistungsdiagnostik
Anwendungs
bereiche
Kraftdiagnostik
Spiroergometrie
Clemens Plank
Kinetik
(Sprungkraft)
Philipp Gollmer
Kinematik
Dr. med. Pia
Janßen
Manuelle
Diagnose
(Orthopädie)
Kinematik
Pedographie
8
Inhalte Tübingen
Klinische und orthopädische Biomechanik

2D-Bewegungsanalyse
Grundlagen der 2D-Bewegungsanalyse (Video)
Messgrößen der 2D-Kinematik
Grenzen der 2D-Kinematik
Studienbeispiele
Einsatzbereiche der 2D-Bewegungsanalyse im Sport & in der Klinik
 Klinische Ganganalyse
Inhalte Tübingen
Klinische und orthopädische Biomechanik

3D-Bewegungsanalyse
Grundlagen der 3D-Bewegungsanalyse
Platzierung von Markern
Modellbildung (unterschiedliche Modelle)
Berechnung Gelenkwinkelverläufe
Messgrößen der 3D-Kinematik
Grenzen der 3D-Kinematik
Studienbeispiele
Einsatzbereiche der 3D-Kinematik im Sport & in der Klinik
 Forschung
Inhalte Tübingen
Klinische und orthopädische Biomechanik

Kinetische Messverfahren 1: Bodenreaktionskräfte
3D-Kraftmessplatte
Kraft-Zeit-Verläufe (Analyse und Interpretation)
F
FRK
G
JF
Bewertung der Kraft-Zeit-Verläufe aus sportlicher & klinischer Sicht
F
Studienbeispiele
G
FR
AJ
F
F
G
3000
FGR
F
2500
2000
1500
Gehen Fz
Laufen langsam HS Fz
Laufen medium HS Fz
1000
500
0
-500
Laufen medium VF Fz
Inhalte Tübingen
Klinische und orthopädische Biomechanik

Kinetische Messverfahren 2: Plantare Druckverteilungsmessung
Grundlagen der Druckverteilungsmessung in der Bewegungsanalyse
Sensortypen, Messsysteme, Messgrößen
Analyse & Interpretation von Druckverteilungsmessungen
Einsatzbereiche im Sport & in der Klinik
Inhalte Tübingen
Klinische und orthopädische Biomechanik

Koordination
Grundlagen zur Koordination in der Bewegungsanalyse
Mess-Systeme, Messgrößen
Analyse & Interpretation koordinativer Tests
Grenzen &Probleme koordinativer Tests und Verfahren
Einsatzbereiche in der Klinik
Inhalte Tübingen
Klinische und orthopädische Biomechanik

Kraftdiagnostik 1: Isokinetische Kraftmessungen
Grundlagen der unterschiedlichen Arbeitsweisen (Isometrie, Konzentrik, Exzentrik)
Messystem, Messgrößen
Grenzen isokinetischer Kraftmessungen
Praktische Durchführung isokinetischer Kraftmessungen
Einsatzbereiche im Sport & in der Klinik
Inhalte Tübingen
Klinische und orthopädische Biomechanik

Kraftdiagnostik 2: Isometrische Kraftmessungen
Grundlagen der isometrischer Maximalkraftmessungen
Mess-Systeme, Messgrößen
Grenzen und Probleme isometrischer Messungen
Auswertung & Interpretation der Ergebnisse
Einsatzbereiche im Sport & in der Klinik
Inhalte Tübingen
Klinische und orthopädische Biomechanik

Oberflächen-Elektromyographie
Ableitung, Analyse und graphische Darstellung elektrischer Vorgänge in der
Muskulatur
Normierungsverfahren
Interpretation der Ergebnisse
Einsatzbereiche in der Arbeitswelt, im Sport & in der Klinik
Hautelektroden
Inhalte Tübingen
Klinische und orthopädische Biomechanik

Laktatdiagnostik und Spiroergometrie
Grundlagen der Laktatleistungsdiagnostik
Grundlagen der Spiroergometrie
Mess-Systeme (SRM-Leistungserfassung), Messgrößen
Analyse & Interpretation der Ergebnisse
Einsatzbereiche im Sport & in der Klinik
Inhalte Tübingen
Klinische und orthopädische Biomechanik

Manuelle Untersuchungstechniken
Einblick in die manuelle Diagnostik des Arztes
Darstellung verschiedener Funktionstests
Vorstellung unterstützender Messinstrumente
Möglichkeiten und Grenzen der manuellen
Untersuchungstechniken
Praktische Beispiele aus Sportmedizin und
Orthopädie
Inhalte Tübingen
Klinische und orthopädische Biomechanik

Beispiele klinischer Studien
Testgüte
Methoden
passung
Studien
MedTech
Anwendung
MedTech
Evaluation
MedTech
Inhalte Tübingen
Klinische und orthopädische Biomechanik
Themenübersicht - Praktische Übung
Themenauswahl je nach aktueller Projektlage an der Sportmedizin:




Bewegungsanalyse
Kraftdiagnostik
Elektromyographie
Leistungsdiagnostik
Detaillierte Einführung in Messtechnik und Anwendungsmöglichkeiten
 Eigenständige Durchführung von Ministudien zu den Themenbereichen
 Verarbeitung & Analyse der Messdaten
 Interpretation & Präsentation der Ergebnisse
Beispiele für Praktikumsinhalte
Praktikum Bewegungsanalyse

Thema: 3-dimensionale Bewegungsanalyse

Ort: GZT, Biomechaniklabor (E6)

Betreuer: Philipp Gollmer
 Kurzbeschreibung: Es werden gegenseitig jeweils vor und nach einer bis zu 60minütigen Laufbelastung kinematische Daten aufgezeichnet und anschließend die
Rückfußbewegung ausgewertet und deren Veränderung durch die induzierte
Bewegung analysiert. Jeder TN wird einmal selber gemessen.
 Voraussetzungen: Gesundheit und Leistungsbereitschaft; Laufleistung von 30-60
Minuten. Sportkleidung und Laufschuhe (immer mitbringen)!
Fragestellung
Einfluss einer laufinduzierten Ermüdung auf das Ausmaß der Pronation
Praktikum Ergometrie

Thema: „Optimale Trittfrequenz“ im Radsport?

Ort: GZT, Ergometrielabor (E7)

Betreuer: Patrick Schneeweiß
 Kurzbeschreibung: Es werden gegenseitig Belastungsuntersuchungen auf dem RadErgometer durchgeführt und physiologische Reaktionen ausgewertet. Jeder TN wird
selbst mehrfach gemessen.
 Voraussetzungen: Gesundheit und Leistungsbereitschaft; Sportkleidung (immer
mitbringen)!
Fragestellung
Einfluss der Trittfrequenz im all-out time trial (1min & 20min) auf
Leistung, Laktat, Herzfrequenz, Belastungsempfinden (RPE)
Berufsfeld: was kann ich später damit machen?

Der „Biomechaniker“ arbeitet an der Schnittstelle zwischen IngenieursNaturwissenschaften und Medizin.

Er stützt sich dabei auf fundierte Kenntnisse aus der Mechanik und versteht
die Eigenschaften und die Funktionen biologischer Systeme.

In der Forschung bearbeitet er z.B.: Fragen am Interface zwischen Mensch,
Gerät und Umwelt.

In der Klinik müssen orthopädische Hilfsmittel (Orthesen, Prothesen,
Gehhilfen oder auch Implantate etc.) optimiert werden.

In der Rehabilitation gehören z.B.: Ganganalysen vor und nach Operationen
zum Aufgabenspektrum.

Im Sport kann es um Fragen der Geräte- und Ausrüstungsoptimierung aber
auch um Bewegungsanalysen zur Leitungsverbesserung und
Verletzungsprophylaxe gehen.
Möglichkeit der Bachelorarbeit
Beispiele aus der Vergangenheit:

Validierung einer neuen Messtechnologie zur Erfassung der Leistung im
Radsport.

Überprüfung der Testgüte neuartiger Messverfahren zur Erfassung
biomechanischer Variablen im Laufsport

Überprüfung ergonomischer Arbeitshilfen in Hinblick auf Anwendbarkeit und
Belastungsreduktion am Arbeitsplatz

Einfluss unterschiedlicher orthopädischer Einlagen auf kinematische
Messgrößen im Gehen

Implementierung der Messtechnologie „Goniometer“ zur Erfassung der
Rückfußkinematik in die Routine der Sportmedizin

Exploration unterschiedlicher Filter zur Weiterverarbeitung kinematischer
Daten
Vielen Dank.
Kontakt:
PD Dr. Inga Krauß
E-Mail: [email protected]
Universitätsklinikum Tübingen
Abt. Sportmedizin
AG Biomechanik/Trainingswissenschaft
Hoppe-Seyler-Straße 6
72076 Tübingen
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