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Kompetenzfeld Biomechanik und Kompetenzfeld ... · PDF fileWilfried Alt Biomechanik / Bewegungswissenschaft 1_0_4 Die Biomechanik des Sports ist die Wissenschaft von der mechanischen

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Text of Kompetenzfeld Biomechanik und Kompetenzfeld ... · PDF fileWilfried Alt Biomechanik /...

Wilfried Alt

Bachelorstudiengang Medizintechnik

Kompetenzfeld Biomechanik und

Kompetenzfeld Bewegungswissenschaft

Veranstaltungen des Kompetenzfelds

Vorlesung: Klinische und orthopdische Biomechanik, 2 SWS, 2 LP bung: Klinische und orthopdische Biomechanik, 2 SWS, 4 LP

Tbingen, Prof. Dr. Inga Kraus

Stuttgart, Prof. Dr. Wilfried Alt

Vorlesung: Biomechanik der menschlichen Bewegung 2 SWS, 2 LP bung: Biomechanische Methoden und motorische Experimente,

Advanced EDULAB, 2 SWS, 4 LP

Wilfried Alt

Biomechanik / Bewegungswissenschaft

1_0_3

Gehen

Sprinten

Dauerlaufen

Springen

Schwimmen

Tauchen

Schleudern

Heben

20km in 4 Stunden

100m in 15 Sekunden

1500m in 10 Minuten

3m weit

1500m in 1h

3m tief

2kg 20m weit

30kg

G.A. Borelli; De Motu Animalium 1685, Springer 1989

1:17:25.6

9.79 s

3:26.00

8.95 m

14:41.66

120 m

74.08 m

260 kg

Genetische Disposition

Training

Einfhrung in die Vorlesung

Wilfried Alt

Biomechanik / Bewegungswissenschaft

1_0_4

Die Biomechanik des Sports ist die Wissenschaft von der

mechanischen Beschreibung und Erklrung der

Erscheinungen und Ursachen von Bewegungen im Sport

unter Zugrundelegung der Bedingungen des menschlichen

OrganismusRoth (1999), Bewegungswissenschaft

Die Biomechanik beschreibt und erklrt wissenschaftlich

Erscheinungen und Ursachen der Bewegung von

Organismen.

Vorschlag einer Verallgemeinerung

Naturwissenschaftliche Grundlagen

Wilfried Alt

Biomechanik / Bewegungswissenschaft

1_0_5 Naturwissenschaftliche Grundlagen

Naturwissenschaftliche

Grundlagen

Form & Funktion Angewandte

Biomechanik

Interdisziplinre

Aspekte

Methoden &

Verfahren

Wilfried Alt

Biomechanik / Bewegungswissenschaft

1_0_6

Fx

Hhe

Weite

v v x + v z0 02

0

2

Fz

Horizontalimpuls dvx= 1

m Fx(t) dt

dvz= 1

m Fz(t) dt - g dtVertikalimpuls

dL =M(t) dt Drehimpuls

Naturwissenschaftliche Grundlagen

Wilfried Alt

Biomechanik / Bewegungswissenschaft

1_0_7 Angewandte Biomechanik

Turnerin Leichtathlet

Art Hyperextension Hyperextension

Umfang 80 Grad 20 Grad

Befund Keine Ruptur ACL - Ruptur

Alter 13 Jahre 28 Jahre

Geschlecht weiblich mnnlich

Sportart Hypermobil: Ja Hypermobil: Nein

Analyse der

Verletzungs-

ursachen

Wilfried Alt

8

Angewandte Biomechanik

Wilfried AltMaterial und Methoden: Laufband

9

Variostabil

Vacoped

Wilfried AltErgebnisse: Neuromuskulre Aktivierung Beispiel

10

0

50

100

150

200

250

300

1 101 201 301 401 501 601 701 801 901

uV

% Standphase

m. tibialis ant. EMG

eigener Schuh

Variostabil

Vacoped

Cast

Proband: 08

Wilfried AltMaterial und Methoden: Parameter

11

Fzmax1Fzmax2

mittleres EMG

m. soleus

mittleres

EMG

m. tibialis

mittleres EMG

m. gastrocnemius

med. und lat.

Bereich

Pronation

Supination

in Grad

Bereich Dorsal-

Plantarflexion in

Grad

Beschleunigungs-

signale (Verlauf)

ACC ap max

ACC ap min

Bereich

Beschleunigung

medial

Bereich

Beschleunigung

anterior posterior

Signaldarstellung

der Ganganalyse

einer Versuchs-

person, Mittelwerte

aus 30 Schritten.

Schtzung der

Effektstrken nach

Cohen

Cohen, J. (1988): Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences, 2. Aufl., Hillsdale:

Lehrziele des Kompetenzfelds

Sie kennen und verstehen die Grundlagen der kinematischen,

kinetischen und elektrophysiologischen Messmethoden sowie

koordinativer Tests.

Sie knnen diese Verfahren praktisch in eigenen Labor-

Experimenten anwenden.

Sie erwerben wesentliche und fundierte Kenntnisse ber motorische

Kontrolle und Fertigkeiten in der Durchfhrung

naturwissenschaftlicher Experimente

Sie erwerben auch Kenntnisse ber die Ursachen und das

Entstehen von berlastungssituationen im klinischen Kontext und

im Sport.

Berufsfeld: was kann ich spter damit machen?

Der Biomechaniker arbeitet an der Schnittstelle zwischen

Ingenieurs- ,Naturwissenschaften und Medizin.

Er sttzt 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, Gert und Umwelt.

In der Klinik mssen orthopdische Hilfsmittel (Orthesen, Prothesen,

Gehhilfen oder auch Implantate etc.) optimiert werden.

In der Rehabilitation gehren z.B.: Ganganalysen vor und nach

Operationen zum Aufgabenspektrum.

Im Sport kann es um Fragen der Gert- und

Ausrstungsoptimierung aber auch um Bewegungsanalysen zur

Leitungsverbesserung und Verletzungsprophylaxe gehen.

Prof. Dr. Wilfried AltModul: Modul Biomechanik (Kompetenzfeld)

14Stand: Mai 2018

Vorlesung: Biomechanik der menschlichen Bewegung (Sommersemester)

Themenblock 1 Mathematische und Physikalische Grundlagen

Themenblock 2 Form und Funktion des Bewegungsapparates

Teil a): der passive Bewegungsapparat (Konstruktionsprinzipien)

Teil b): der aktive Bewegungsapparat (Antriebsprinzipien)

Themenblock 3 Biomechanik in der Prvention und Rehabilitation

Vorlesung / bung: Funktionelle Bewegungslehre - Motorik

Themenblock 1 Anwendung elektrophysiologischer Verfahren in Experimenten zur motorischen Kontrolle

Oberflchen-Elektromyografie (Vorbereitung, Datenerfassung, Auswertung und Analyse)

Gleichrichten, Mittelwerte, Summen und Differenzen, Filtern / Onset, Normierung, Frequenzanalysen

Themenblock 2 Phnomene und Wirkungsprinzipien der motorischen Kontrolle von Haltung und Bewegung des

Menschen

Prinzipien der posturalen Kontrolle und des Gleichgewichts

Natrliche und elektrisch erzeugte Reflexe des Neuro-Muskulren Systems.

Prinzipien der Willkrmotorik, automatisierte Bewegungen

Antizipatorische Neuromuskulre Aktivierung

Prinzipielle Modulation funktionaler Reflexe am Bewegungsapparat

feed forward und feed back Strategien in der Motorik des Menschen

funktionelle Evaluation Orthopdischer Heil- und Hilfsmittel

Bildgebende Verfahren zur Bestimmung von muskulren Trainingseffekten.

Gliederung des Kompendiums

Prof. Dr. Wilfried Alt

Funktionelle Bewegungslehre Modul Kompetenzfeld Biomechanik Medizintechnik, Prof. Dr. W. Alt

Ziele der Veranstaltung

Sie kennen und verstehen biomechanische Methoden und

Verfahren

Sie knnen diese Verfahren an ausgewhlten Experimenten der in

der Biomechanik anwenden und die Ergebnisse theoretisch fundiert

diskutieren.

Sie erwerben wesentliche und fundierte Kenntnisse ber Das

Thema Messen in der Durchfhrung biomechanischer Experimente

Veranstaltungsformen

Praktikum Onlinekurs Experimente Gruppenarbeit

Thema 1

MRT in der

Kraftdiagnostik

Thema 2

Druckverteilungsmessungen

in der Ganganalyse

Thema 3

Sprunggelenk-Stabilisierungshilfen

funktionelle Evaluation

Prof. Dr. Wilfried Alt

Funktionelle Bewegungslehre Modul Kompetenzfeld Biomechanik Medizintechnik, Prof. Dr. W. Alt

Inhalt der Prsentationen

1. Theoretische Grundlagen

a) allg. Theorie des Messens

b) spezielle Anwendung auf das Thema

c) Grundlagen und Prinzip des Verfahrens

2. Beschreibung des Anwendungsbeispiels

a) Versuchsdurchfhrung

b) Datenerfassung

c) Datenaufbereitung und -Auswertung

3. Ergebnisse

4. Diskussion

a) Literaturbezug

b) Fehlerdiskussion

c) Ausblick und Verbesserungsvorschlge

Prof. Dr. Wilfried AltInhalte Stuttgart

Homepage: http://www.inspo.uni-stuttgart.de/StudiumLehre/edulab/

AMTI OR-6 Kraftmessplattformen

2 Noraxon Myosystem 1400 A EMG-

Kabelanlagen

Vicon

2 Basler 602f Highspeed-Kameras

Casio Exilim Highspeed-Kamera

Schiller ERGOSPIRO Mikro Messplatz

mit 12-Kanal EKG

Lode Excalibur Sport Radergometer

Daum ergo_run 8 premium Laufband

mit Zebris FDM-T Ganganalysesystem

2 Varioport Datenlogger

Actigraph und Actiheart

5 Garmin Colorado GPS

3 Apple iMac

8 Apple MacMini

mehrere selbstentwickelte

Motorikexperimente

Prof. Dr. Wilfried AltInhalte Stuttgart

Homepage: http://www.inspo.uni-stuttgart.de/StudiumLehre/edulab/

AMTI OR-6 Kraftmessplattformen

2 Noraxon Myosystem 1400 A EMG-

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