Senaste tekniken i vårt rörelselabb

Vid Institutionen hälsa, lärande och teknik finns ett rörelselaboratorium, Human Health and Performance Lab – Movement Science. I rörelselabbet finns utrustning för mätning av rörelse (kinematik), krafter (kinetik) och muskelaktivitet. Laboratoriet används vid forskning men även i undervisning kring biomekanik, motorisk kontroll och motorisk inlärning, både på grundläggande och avancerad nivå.

För analys av tredimensionella (3D) rörelser är laboratoriet utrustat med ett kamerasystem från Qualisys AB. Kamerasystemet möjliggör noggrann trådlös rörelsemätning genom att kamerorna identifierar små runda markörer, reflektorer, som fästs på kroppen eller det föremål som ska undersökas.

En kraftplatta (Kistler Inc) finns nedsänkt i golvet vilket möjliggör mätning av krafter vid olika aktiviteter och för undersökning av balanskontroll.

Trådlös elektromyografisk (EMG) utrustning (Noraxon Inc) används för mätning av muskelaktivitet. EMG-mätningar görs för att studera faktorer som t.ex. amplitud och koordination av muskelaktivitet inom och mellan muskler.

Synkroniserade mätningar kan göras av 3D-rörelse, krafter och muskelaktivitet för fördjupade biomekaniska analyser av olika rörelser och motoriska färdigheter.

Vad mer kan vi undersöka i rörelselabbet?

Muskelstyrka
I laboratoriet finns ett flertal olika typer av kraftsensorer för att mäta krafter i kroppens olika muskler. Bland annat en så kallad dynamometer för att mäta krafter både isometriskt (statiskt) och i rörelse (dynamiskt) (Biodex Medical Systems Inc).

Matta för gånganalys
En elektronisk gångmatta (CIR Inc. /GAITRite) som innehåller tusentals små trycksensorer möjliggör snabb och enkel gånganalys genom avbildning av elektroniska fotspår. Gångmattan mäter fotstegens temporala och spatiala egenskaper, dvs. egenskaper såsom t.ex. gånghastighet och avstånd mellan fotsteg.

Experiment för att störa balansen
Balansen är avgörande för vår rörelseförmåga, inte minst bland äldre där fall, fallrelaterade skador och fallrelaterad oro utgör stora samhällsutmaningar. För att undersöka olika mekanismer som är involverade i människans balanskontroll har vi utrustning för att utmana (störa) balansen på olika sätt. Bland annat en plattform som kan programmeras att röra sig med 6 frihetsgrader (3 rotations- och 3 translationsriktningar) vid stående balanstest. Därigenom kan vi utforma experiment för att undersöka personens förmåga att såväl reagera på en störning (feedback) och att anpassa sig inför en förutsägbar störning (feedforward) för att hålla balansen.

Ultraljudsskanner för avbildning av kroppsvävnad
För visuell avbildning av kroppsvävnad har vi en ultraljudsskanner (SonoSite Inc). Via ultraljudsskannern kan vi visuellt analysera vävnader såsom muskler, senor, nerver, blodkärl mm.

Mobil utrustning

Vi har även mobil trådlös utrustning för synkroniserade mätningar av 3D-rörelse, krafter/tryck och muskelaktivitet (Noraxon Inc). 3D-rörelser mäts här med små tröghetssensorer (IMUer) som monteras på kroppen. Mätsystemen kopplas direkt in i datorn som enkelt kan tas med ut i olika miljöer för mätningar både inomhus och utomhus.

Utrustning för objektiva mätningar och rehabilitering i klinik

En viktig del av vår forskning involverar utveckling av noggranna, prisvärda och användarvänliga metoder för rörelseanalys och träning i kliniken, och till och med i hemmet, med hjälp av ny teknik. Bland annat teknik från spelindustrin som VR-glasögon för nackrehabilitering, balansplatta för balansmätningar och kamerasensor för handens rörelsekontroll. Ett viktigt mål för oss är att ’ta labbet till kliniken’ för att möjliggöra mer specifikt individanpassad rehabilitering i linje med precisionshälsa. Här samarbetar vi med olika företag och kliniker i Norrbotten och övriga Sverige

Undervisning i rörelselaboratorium

Undervisning inom biomekanik, ergonomi, motorisk kontroll och motorisk inlärning sker både på grundläggande och avancerad nivå inom fysioterapiprogrammet. Rörelselaboratoriet används bland annat vid praktisk undervisning inom:

• Balanskontroll och gånganalys
• Arbete och ergonomi
• Kliniska metoder för undersökning och träning av sensomotorisk kontroll

Dessutom genomförs varje termin ett flertal examensarbeten på grundläggande och avancerad nivå inom ramen för rörelselaboratoriet.

Forskningsprojekt kring rörelser och rörelsekontroll

De forskningsprojekt som pågår vid rörelselaboratoriet fokuserar främst på: i) muskuloskeletala besvär, och ii) balanskontroll hos äldre personer.

Muskuloskeletala besvär
Vår forskning kring smärttillstånd i muskler och leder involverar bland annat utveckling och utvärdering av nya metoder för objektiv undersökning och träning av sensomotorisk funktion, mer specifikt proprioception (kroppens djupa sinne). Proprioceptionen möjliggör att vi kan uppfatta var vi har våra kroppsdelar, hur dom rör sig och hur dom belastas (utan hjälp av synen, dvs. utan att behöva titta på våra kroppsdelar). Det kan därför anses vara vårt viktigaste sinne för att lära in och kontrollera våra rörelser.

Ett viktigt pågående forskningsprojekt utvärderar VR-glasögon för undersökning, monitorering och träning för personer med nackskada. Projektet drivs av doktorand Karin Forsberg och genomförs i samarbete med Luleåbaserade medicinteknikföretaget Curest AB och kliniker som Hermelinen AB och Sunderby sjukhus. Projektmedel har erhållits från Vinnova och LTUs framtidsområde PRECISE. Vi har även börjat utvärdera metoden vid andra ohälsotillstånd.

I samarbete med Lunds universitet, handkirurgiska mottagningen i Malmö och ortopedkliniken vid Lunds universitetssjukhus utvecklar och utvärderar vi nya metoder för undersökning och träning av handens rörelsekontroll. Dessutom samarbetar vi med världsledande forskare Gwen Jull och Julia Treleaven från Australien i olika projekt kring rörelsekontroll i nacke och rygg.

Balanskontroll hos äldre
I vår forskning kring äldre undersöker vi balanskontroll vid specifika test och aktiviteter men även de bakomliggande sensomotoriska funktioner som kan vara nedsatta, bland annat proprioception, muskelstyrka och reaktionshastighet.

I pågående projekt som drivs av doktorand Jimmy Falk undersöker vi balansförmågan vid olika experimentella störningar, som vid förflyttning av underlaget. Dessutom undersöker vi betydelsen av den kognitiva förmågan för balanskontrollen.

Forskningen genomförs delvis i tvärvetenskapliga konstellationer tillsammans med reglerteknik och psykologi. Samarbete sker även med Lunds universitet kring anpassning av balansförmågan i virtuella miljöer.

Övrig forskning
Viss forskning genomförs även kring rörelseanalys och hälsa hos musiker. En yrkesgrupp med mycket höga krav på god rörelsekontroll men som även är utsatt vad gäller smärttillstånd i muskler och leder. Här samarbetar vi med forskare vid Umeå universitet och Region Gävleborg, dessutom sker samarbete med professor i musikalisk gestaltning Stefan Östersjö och kollegor vid Musikhögskolan i Piteå. En annan grupp med höga krav på god rörelsekontroll är idrottare. Där studerar vi bland annat flugkastare.

Tvärvetenskapligt laboratorium

Samarbeten sker mellan olika ämnen och institutioner vid LTU, som fysioterapi, psykologi, medicinsk vetenskap men även tekniska och konstnärliga ämnen som reglerteknik och musikalisk gestaltning. Dessutom har vi samarbeten med företag, kliniker och universitet nationellt och internationellt.

Rörelselaboratoriet Human Health and Performance Lab – Movement Science har kunnat byggas upp tack vare stöd från Kempe stiftelserna, Vetenskapsrådet och Luleå tekniska universitets labbfond.

• Master Fysioterapi, inriktning Ortopedisk manuell terapi