SCMA: Forschung, die bewegt

Gangszenario mit Ausrutsch-Simulationen im GRAIL im Rahmen von Filmarbeiten für SRF Einstein über das menschliche Gleichgewicht. Die Virtual-Reality-Umgebung ermöglicht realistische und komplexe Szenarien, in denen Gangdaten in Echtzeit in die Simulation eingebaut werden können. So können beispielsweise Ausrutsch-Perturbationen genau auf den initialen Fusskontakt programmiert werden, was zu wirklichkeitsnahen Störungen des Gangmusters führt.

Das Swiss Center for clinical Movement Analysis (SCMA) ist eine offene Forschungsplattform des Balgrist Campus. Es bietet seinen Forschungspartnern eine hoch-technologisierte Infrastruktur und langjährige Expertise in der quantitativen Bewegungsanalyse.

Einschränkungen der Bewegungsfähigkeit sind verbreitet und hindern Patientinnen und Patienten oft daran, ihren Alltag zu meistern. Eine Optimierung der Bewegungsfähigkeit ist demzufolge häufig oberstes Ziel bei orthopädischen und neurologischen Behandlungen. Eine präzise und objektive Quantifizierung von Bewegungen ist entscheidend, um den Nutzen therapeutischer Interventionen für die Patientinnen und Patienten sorgfältig zu untersuchen.

SCMA: Offene Forschungsplattform

Die Wichtigkeit objektiver, quantitativer Bewegungsanalysen wird zunehmend erkannt, was sich in der steigenden Zahl klinischer Studien niederschlägt, die instrumentierte, hoch-präzise Messmethoden für die funktionelle Analyse des Bewegungsapparats einsetzen. Das SCMA bietet Messinstrumente und Analysemethoden an, um verschiedene Aspekte der Bewegung zu quantifizieren. Hierzu gehören 3D-Bewegungsanalysen (Kinematik) und Messungen von Bodenreaktionskräften (Kinetik), mobile Messungen der Muskelaktivität (Elektromyographie) oder metabolische Messungen während körperlichen Aktivitäten (Spiroergometrie). Das SCMA verfügt zudem über verschiedene Systeme, die Bewegungsanalysen und Trainings unterstützen (Lokomat®, FLOAT). Ein wichtiges Anliegen des SCMA ist es, Bewegungen in alltagsnahen Szenarien zu simulieren, z.B. mit dem GRAIL-System, ein Laufband mit Neige- und Schwenkfunktion, das über eine Virtual-Reality-Umgebung verfügt. Dieses eignet sich hervorragend für herausfordernde Gangszenarien (z. B. Gangperturbationen) bei funktionell fortgeschrittenen Patienten bis hin zu Spitzensportlerinnen. Des Weiteren hat das SCMA eine modulierbare Treppen-Rampen-Konstruktion mitentwickelt, die detaillierte Bewegungsanalysen beim Gehen auf unebenen Flächen ermöglicht.

Forschung auf dem neusten Stand

Das SCMA ist bestrebt, neue Technologien zu integrieren und weiterzuentwickeln, um das Feld der Bewegungsanalyse voranzutreiben. Regelmässig werden massgeschneiderte Produkte mit externen Partnern entwickelt, z. B. instrumentierte Krücken und Rollatoren, die zusammen mit der ETH angefertigt werden. Diese Gehhilfen sind mit Kraftsensoren ausgerüstet und können für mobile Analysen der kompensatorischen Kräfte genutzt werden. Dies ermöglicht longitudinale Untersuchungen der funktionellen Erholung im Patientenalltag, beispielsweise nach einer Knieoperation. Zudem prüft das SCMA zurzeit alternative Möglichkeiten für markerlose Bewegungsanalysen (z. B. mobile Sensoren, Ansätze mit Computer Vision und Artificial Intelligence), die quantitative Bewegungsanalysen ausserhalb des Labors ermöglichen.

Das SCMA unterstützt Forschungsgruppen bei der Vorbereitung, Durchführung und Auswertung von Studienmessungen im Bereich der Bewegungsanalyse. Besuchen Sie unsere Website (www.scma.balgristcampus.ch) für weitere Informationen zu unserem Angebot und unseren Leistungen, oder kontaktieren Sie uns direkt via scma@balgristcampus.ch.

Marina Geissmann ist seit 2019 wissenschaftliche Mitarbeiterin des SCMA. Sie hat ihren Master-Degree in Bewegungswissenschaften im Bereich der Biomechanik an der ETH absolviert.

PD Dr. sc. ETH Linard Filli arbeitet seit 2018 am Balgrist Campus und leitet das SCMA seit anfangs 2021. Er hat an der ETH auf dem Gebiet der Neurowissenschaften promoviert und war bis 2018 wissenschaftlicher Leiter des Lokomotionslabors der Klinik für Neurologie am Universitätsspital Zürich.