-->
Gerincvelősérült emberek és éptestű résztvevők kerékpározó mozgásának vizsgálata funkcionális elektromos izomingerléshez megfelelő stimulációs mintázatok meghatározása érdekében
|
Kutatás vezetője |
|
|
Kutatás klinikai vezetői |
|
|
Kutatás futamideje |
Folyamatos |
|
Kutatás támogatói |
Pécsi Tudományegyetem, Pécs Wigner Fizikai Kutatóközpont, 1121 Budapest, Konkoly Thege Miklós u. 29-33. Országos Mozgásszervi Intézet - Országos Orvosi Rehabilitációs Intézet (OMINT-OORI), 1121 Budapest, Szanatórium u 10. Pázmány Péter Katolikus Egyetem, Információ Technológiai és Bionikai Kar, Budapest |
|
Résztvevők |
Percze-Mravcsik Mariann – Phd hallgató, fiatal kutató – PTE TTK, Wigner Fizikai Kut.kp. Zólyominé Botzheim Lilla – PhD hallgató, fiatal kutató – PTE TTK, Wigner Fizikai Kut.kp Radeleczki Balázs – PhD hallgató – PPKE-ITK. Bartók Hajnal, Fodor Amelita, Ernyey Dávid Marcell – gyógytornász hallgató – SE-ETK |
|
Résztvevők az OMINT-OORI-ból |
Dr. Fehér Melinda – orvos Dr. Putz Miklós - orvos Váraljai László - gyógytornász |
|
Külső partnerek |
Wigner Fizikai Kutatóközpont, Budapest Pécsi Tudományegyetem, Természettudományi Kar és Általános Orvostuományi Kar,Pécs Pázmány Péter Katolikus Egyetem, Információ Technológiai és Bionikai Kar, Budapest, Semmelweis Egyetem, Egészségtudományi Kar, Budapest Testnevelési Egyetem, Budapest Medizinische Universität Wien, Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik, Bécs, Ausztria, Neural Rehabilitation Group, Cajal Institute, Madrid, Spanyolország. |
|
Főbb célkitűzések |
- Para- és tetraparetikus páciensek funkcionális elektromos izomingerléssel szabályozott, kerékpározó mozgásának vizsgálata, amely mozgásokat kerékpár-ergométeren és triciklin hajtanak végre. - FES kerékpározás közben a teljesítmény, a munka változása és a kardiorespiratórikus hatás nyomon követése és ingerlési mintázatok paramétereinek optimalizálása. - Izomaktivitási és mozgásmintázatok megállapítása mozgásanalizáló rendszerrel. -Elvesztett mozgási képességek helyettesítése mesterséges szabályozással.
-Ember-Gép kapcsolati terápiák támogatása FES – el.
|
|
Főbb eredmények |
A Gerincvelősérültek Rehabilitációs Osztályán funkcionális elektromos izomingerléssel vezérelt kerékpározást rendszeresen végezhetnek a páciensek. Már több mint 100 paraplég páciens vett részt a kerékpározó "edzéseken„, általában mindegyikük heti 2 alkalommal, több hónapon át, van aki éveken át. A résztvevők teljesítménye nyomon követhető, jegyzőkönyvben rögzített. Különböző stimulációs paraméterek és stimulációs minták hatása került összehasonlításra. Konkrét célok jelölhetők ki, melyek motivációt jelentenek a kutatás és a résztvevő számára egyaránt. Folyamatos a tréning során a vérnyomásmérés, az ergométer által rögzített sebességmérés, illetve a megtett távolság feljegyzése. E projekt eredményei új perspektívát nyitnak a annak megértésében, hogy különböző mesterségesen előállított izomaktivitási mintázatok hogyan befolyásolják a páciens fizikai teljesítményét és általános fiziológiai állapotát. Éptestű emberek, alsó- és felső végtaggal végzett kerékpározása során kinematikai és izomaktivitási adatokat mértünk. A sebesség, a hajtókar ellenállás, a testhelyzet hatását vizsgáltuk a kinematikai és izomaktivitási jellemzőkre. Végtagmozgások változatosságát és stabilitását vizsgáljuk, és a természetes emberi mozgás szabályozás tulajdonságait elemezzük. A kinematikai és izomaktivitási adatok közötti kapcsolat feltárása segíti az idegrendszeri sérülés miatt mozgási funkcióik egy részét elvesztett emberek számára készülő mesterséges ideg-izom ingerlési minták kialakítását. Mozgásszabályozási módszereink a magyarországi, európai, és észak-amerikai kutatóközpontok igényeivel kompatibilitis fejlesztéseket tesznek lehetővé. |
A kutatás eredményeiből származó főbb publikációk
- Botzheim, L., Laczko, J., Torricelli, D., Mravcsik, M., L. Pons, J., & Barroso, F. O. (2021). Effect of gravity and kinematic constraints on muscle synergies in arm cycling. Journal of Neurophysiology, jn.00415.2020. https://doi.org/10.1152/jn.00415.2020
- Mravcsik, M., Botzheim, L., Zentai, N., Piovesan, D., & Laczko, J. (2021). The Effect of Crank Resistance on Arm Configuration and Muscle Activation Variances in Arm Cycling Movements. Journal of Human Kinetics, 76, 175–189. https://doi.org/10.2478/hukin-2021-0053
- Katona P, Mravcsik M., Botzheim L., Klauber A., Cserháti Péter, Laczkó J. (2021): Bionikai megoldások gerincvelősérültek mozgs-rehabilitációjában és sportjában - Funkcionális Elektromos Izomingerléssel végzett kerékpározás. Magyar Sporttudományi Szemle 22: 1 (89) pp. 3-18.
- Mravcsik M, Klauber A, Putz M, Kast C, Mayr W, Laczko J (2019): Tricycling by FES of quadriceps muscles leads to increased cycling speed over series of trainings of persons with flaccid paraplegia. Proceedings of the 13th Vienna FES Workshop. pp.133-135. ISBN 978-3-900928-13-1
- Botzheim, L., Mravcsik, M., Zsenak, I., Piovesan, D., & Laczko, J. (2019). Jerk decomposition during bimanual independent arm cranking. IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics, 2019-June, 264–269. https://doi.org/10.1109/ICORR.2019.8779526
- Mravcsik M, Kast C, Vargas Luna JL, Aramphianlert W, Hofer C, Malik Sz, Putz M, Mayr W, Laczko J (2018): FES driven cycling by denervated muscles. 22th Anual Conference of the Functional Electrical Stimulation Society. Nottwil, Switzerland, Program Book, pp. 134-136
- Mravcsik M, Kast Ch, Malik Sz, Mayr W, Laczko J (2018): Cycling speed during Functional Electrical Stimulation (FES) assisted tricycling. World Congress on Medical Physics & Biomedical Engineering, Pargue 2018. Book of Abstracts. p. 592.
- Mravcsik M, Kaluber A, Laczko J. (2017): FES driven cycling: increased crank resistance in the case of lower level of injury – comparison of case studies. IFESS 2017, 21st Annual Meeting of the International Functional Electrical Stimulation Society, Conference proceedings, p. 87., Rehabweek 2017, London.
- Laczko J. (2017): Mozgás – Rehabilitáció. Magyar Sporttudományi Szemle, 2017/2 18. évf. 70. szám. pp. 56-57.
- Laczko J, Mravcsik M, Katona P. (2016): Control of Cycling Limb Movements: Aspects for Rehabilitation. Advances in Experimental Medicine and Biology V. 957 pp. 273-289. doi: 10.1007/978-3-319-47313-0_15.
- Mravcsik M, Zentai N, Botzheim L, Laczko J (2016): Unimanual versus bimanual arm cycling movements - muscle activity variances. Program Number 886.01, 2016 Neuroscience Meeting Planner. Soc. for Neuroscience, San Diego CA, USA, Online
- Mravcsik M, Klauber A and Laczko J (2016): FES driven lower limb cycling by four and eight channel stimulations – a comparison in a case study. In: the 12th Vienna International Workshop on Functional Electrical Stimulation. 2016. September 08-09, Wien, Austria, Proceedings Book pp.89-93, ISBN: 978-3-900928-12-4
- Botzheim L, Malik Sz, Mravcsik M, Zentai N, Laczko J (2016): Comparison of muscle activities during arm cycling in horizontal and vertical planes. 5th International Scientific Conference - Motor Control 2016, szeptember 14-16., Wisła, Lengyelország, book of Abstracts, p.25.
- Zentai N, Mravcsik M, Botzheim L, Malik Sz, Laczko J. (2016), Kinematic stability of arm cycling by the dominant and nondominant arm. 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2016. augusztus 16-20., Orlando, FL, USA, Control number: FrCT13.27.
- Mravcsik M, Klauber A, Laczko J (2015): Power output of spinal cord injured individuals during functional electrical stimulation driven bicycling lower limb movement. Progress in Motor Control X. Conference, 2015.07.22-25. Budapest, Hungary, Program Book p 126., ISBN: 978-615-5187-07-0
- Uto K, Katona K, Trajer E, Bosnyak E, Protzner A, Laczko, Toth M (2015), The effect of FES-assisted cycling on the cardiopulmonary systemsystem of CNS injured individuals Progress in Motor Control X. Conference, 2015.07.22-25. Budapest, Hungary, Program Book p 158., ISBN: 978-615-5187-07-0
- Laczko J, Katona P, Valy A. (2014): Muscle co-activation as function of crank angle when cycling on an ergometer with altered power output. Program No. 630.06, 2014 Neuroscience Meeting Planner. Soc. for Neuroscience.
- Katona P, Pilissy T, Tihanyi A, Laczko J. (2014): The Combined Effect of Cycling Cadence and Crank Resistance on Hamstrings and Quadriceps Muscle Activities during Cycling. Acta Physiologica Hungarica, Volume 101 (4), pp. 505–516.
- Mravcsik M., Laczkó J. (2014): Muscle co-activation during arm cycling against altering crank resistances. 7th World Congress of Biomechanics, Control Number 3864,
- Katona P, Pilissy T, Laczko J. (2013): Speed and crank resistance affects coactivation of knee muscles during cycling movements. San Juan, Puerto Rico, Society for the neural control of movement, 23rd Annual Meeting Abstracts. p.1
- Katona P, Laczko J., Protzner A., Ramocsa G., Klauber A, Toth M. (2013): Terheléses vizsgalat eredményei gerincvelő sérült személy FES kerékparozó edzése során.
Magyar Sporttudományi Szemle, 2013/2 XIV. évf. 54. Sz. pp 33-34. - Laczko J, Katona P. (2012): The effect of cycling speed on control of knee extensor and flexor muscles in bicycling. Program No. 886.08. 2012 Neuroscience Meeting Planner. New Orleans, LA: Soc. for Neuroscience, 2012. Online
- Laczko J. Katona P, Waszlavik E, Klauber A. (2012): Dependence of cycling performance on training time and stimulation frequency during FES driven cycling. IFESS 2012, 17th Annual Meeting – Intnl. Functional Electrical Stimulation Society. pp. 448-451.
- Katona P. Laczko J, (2012): Efficiency during cycling: the effect of altered pedaling speed on muscle activities. International Scientific Conference Motor Control 2012, From Theories to Clinical Applications, Book of Abstracts Ed K. Slomka and G. Juras. p.37.
- Laczkó J (2011): Modeling of Human movements, Neuroprostheses. Clinical Neuroscience/Ideggyogy Szle. 64(7-8) pp. 162-167.
