Sok-izületű renszerek (kar, láb) mozgásának idegi szabályozását, vezérlését vizsgáljuk közvetett módszerekel, matemaikai modellezéssel. Saját fejlesztésű speciális szoftvereket alkalmazunk e célból.

Az izmok aktívitásának hatására bekövetkező izületi szögváltozásokat szimulálunk az izmok biomechanikai tulajdonságainak (hossz-erő, frekvencia-erő, sebesség-erő) függvényében.

A mozgások stabílitását, simaságát is tanulmányozzuk modelljeinkkel.

A laboratóriumban mérőrendszer áll rendelkezésre az egyensúly, a testlengések, a koordináció és a járás vizsgálatára. A berendezés erőmérő platformot, erősítőt, mikroszámítógépet és notebook-ot egyesít. Az eszközök könnyen szállíthatók.

A berendezéssel számíthatók és megjeleníthetők a stabilogramok, ezek útvonal-hossza, FFT spektruma és idő függvényei, a nyomásközéppont mozgásának leképzése által, a vizsgált személy egyensúlyi paramétereinek tesztelése során.

Speciális koordinációs teszteket megvalósító programok állnak rendelkezésre a mozgáskorlátozottak, stroke betegek, egészséges személyek, sportolók és gyermekek vizsgálatához.

Két platformot felhasználva, a rendszer a járás vizsgálatára alkalmas, automatikus kiértékeléssel.

A laboratóriumban lévő “Psycho8″ differenciális pszichofiziológiai mérőberendezéssel az egyszerű- és a választásos reakcióidő, az erőkifejtések, a fúziós frekvencia és a tremor is mérhető.

A Mozgáselemző mérőlaborban lehetőség van bármilyen emberi mozgás kinematikai paramétereinek vizsgálatára.(gyógyászat, sport stb)

apas

APAS videokép feldolgozó és analóg jelfeldolgozó teljesítőképesség analizáló rendszer 18 pontból álló Dempster modellel leírt emberi test, vagy tetszőlegesen definiálható pont- és összeköttetés rendszer kinematikai paramétereinek elemzésére. (A rendszert Pentium kompatíbilis számítógép vezérli.)

jvc

JVC kamera 240 Hz maximális mintavételi sebességgel szolgáltatja az APAC rendszer videobemenetét.

stalex

Stalex és NAC filmelemző rendszer teljes Dempster modellel leírt emberi test, vagy a feldolgozó által definiált modellel leírt test mozgásával kapcsolatos kinematikai paraméterek 2D elemzésére. (A rendszer AMT digitalizáló tablet és induktív érzékelő mérőfej alkalmazásán keresztül IBM286 kompatíbilis számítógéphez kapcsolódik.)

P & G

P&G goniométer és torziométer izületi szögelfordulások és végtagi elfordulások kvalitatív vizsgálatára. (A rendszer számítógéphez kapcsolható, de jelenleg a megfelelő illesztő hardver és szoftver hiányában csak kézi műszerként használható.)

HP

HEWLETT-PACKARD programozható, számítógéppel vezérelhető mérőkészülékek (HP54600B, 100 MHz oscilloscope; HP8116A, 50 MHz pulse/function generator; HP53131A, 225 MHz universal counter; HP34401A multimeter ) az elektronikus jelfelvétel hitelességének ellenőrzésére. (Számítógépes támogatás nincs.)

panasonic

PANASONIC video rendszer mozgások kvalitatív elemzésére, videofelvételek másolására, egyszerű bemutató és segédanyagok készítésére, szerkesztésére, összeállítására. (Számítógépes kapcsolat nincs.)

Elemző programok

  1. MS WINDOWS rendszer és az alatta futó szövegszerkesztő, grafikus szerkesztő, táblázatkezelő és adatfeldolgozó programok (WINWORD EXCEL, CORELDRAW, HARWARD GRAPHICS LOTUS.1-2-3 ) az eredmények prezentálására.
  2. MATHEMATICA, MATLAB, SPSSX, STATISTICA az adatok utófeldolgozására, táblázatok és grafikonok készítésére. (A kiépítettség nem teljes.)
  3. GAITLAB, ANALYSA 3D és 2D járáselemzéssel kapcsolatos komplex és időtartománybeli feladatok megoldására.
  4. MAS a 3D és ANGBIO a 2D kinematikai feldolgozások eredményeinek megjelenítésére.

Munkaállomások

  1. MUNKAÁLLOMÁS.1: IBM486 kompatíbilis munkahely, szövegszerkesztésre, táblázatkezelésre és elektronikus levelezésre.
  2. MUNKAÁLLOMÁS.2: Pentium kompatíbilis munkahely, video elemzésre, szövegszerkesztésre, táblázatkezelésre, internet hozzáférésre és elektronikus levelezésre.
  3. MUNKAÁLLOMÁS.3: Pentium kompatíbilis munkahely, video elemzésre, szövegszerkesztésre, táblázatkezelésre, internet hozzáférésre és elektronikus levelezésre.
  4. MUNKAÁLLOMÁS.4: Pentium kompatíbilis munkahely, video elemzésre, szövegszerkesztésre, táblázatkezelésre, internet hozzáférésre és elektronikus levelezésre.
  5. MUNKAÁLLOMÁS.5: Pentium kompatíbilis munkahely, video elemzésre, szövegszerkesztésre, táblázatkezelésre, internet hozzáférésre és elektronikus levelezésre.

A Kineziológia Tanszék Mozgáselemző Laboratóriumaiban korábbi pályázatok eredményeként sokféle mérőrendszer áll rendelkezésre. A Dynasmometriás mérőlaborban lehetőség van erők, nyomások, forgatónyomatékok vizsgálatára.

KISTLER 3D

KISTLER 3D reakcióerő analizáló rendszer 2 erőplatóval, 2 töltéserősítővel, kulcsrakész, korlátozott menürendszerű feldolgozási lehetőségekkel reakcióerő / idő függvények összetevőinek és reakcióerőknek a plató síkjára merőleges középtengelyére vonatkoztatott nyomatékának elemzésére. (A rendszert IBM486 kompatíbilis számítógép vezérli.)

2D talajreakció

2D talajreakció erő analizáló rendszer kulcsrakész, korlátozott menürendszerű feldolgozási lehetőségekkel reakcióerő / idő függvények függőleges és szagittális összetevőinek és reakcióerőknek elemzésére. (A rendszert IBM486 kompatíbilis számítógép vezérli.)

noraxon

NORAXON telemetrikus elektromiográf 4 EMG, 2 EEG és 2 általános célú analóg csatornával, kulcsrakész menürendszerrel izom- és idegaktivitások idő és frekvenciatartománybeli elemzésére. (A rendszert IBM486 kompatíbilis számítógép vezérli.)

MST100 az izmok több típusú igénybevételét beállíthatóvá tevő négy csatornás izomstimulátor izommechanikai és neuromuszkuláris vizsgálatok elvégzésére. (A rendszer vezérlését IBM286 kompatíbilis számítógépen telepített program felhasználásával lehet megoldani. Hardver problémák miatt jelenleg nem működik.)

KINTREX kulcsrakész menürendszerrel beállítható univerzális rehabilitációs izületi mozgató készülék (állítható, kontrollálható szögállások, szögtartományok, szögsebességek, szöggyorsulások, forgatónyomatékok, ismétlésszámok, gyógyászati, rehabilitációs célú alkalmazására). (A rendszert IBM486 kompatíbilis számítógép vezérli.)

PTC számítógépes edzéskontrolláló rendszer alsó végtagi erőkifejtések edzéshatásának optimalizálására biofeedback technika felhasználásával. ( Számítógépes kapcsolat van, az illesztő A/D átalakító és a kezelő/vezérlő program a KISTLER rendszerhez kapcsolt IBM486 kompatíbilis számítógépbe van telepítve.)

KÉZI ERŐMÉRŐ RENDSZER szorítóerő mérésére. (Kompakt kézi műszer, számítógépes kapcsolata nincs, illesztése lehetséges.)

Ergojump

ERGOJUMP ugráselemző rendszer a vertikális ugrásokkal kapcsolatos paraméterek elemzésére. ( Psion-II kézi számítógéppel működik, külső illesztési lehetőség nincs.)

ERGOPOWER teljesítményelemző rendszer a lineáris mozgásokkal kapcsolatos teljesítmény vizsgálatára. (Kompakt készülék, számítógépes kapcsolat nincs, pillanatnyilag alkatrészhiány miatt üzemképtelen.)

FOOTSCAN talpi igénybevételt elemző rendszer a járás, a gyaloglás és a futás vizsgálatára (adidas FOOTSCAN Team tulajdona; Kineziológia Tanszék jogosult használó, telephely: adidas). (Power McIntosh számítógép, a felhasználás egyeztetés szerinti időpontban lehetséges.)

ERŐPAD és UNIVERZÁLIS ERŐMÉRŐ alsó és felső végtagi erőkifejtések mérésére. (Commodore 64 típusú számítógéppel kezelhető.) (A számítógép üzemképes, a kiegészítő és illesztő elemek javításra szorulnak.)

SYCHRON hardver szelektorokat alkalmazó, 6 indító és 6 vezérelt csatornát koordináló szinkronizáló rendszer a számítógépes mérőrendszerek együttes indításának biztosítására. (Számítógéphez és indítócsatornával rendelkező rendszerhez illeszthető, önálló számítógépes kapacitással nem rendelkezik.)

Az izommechanikai labor a főépület alagsorában található. A következő mérőeszközök segitségével lehet a különböző izommechanikai vizsgálatokat elvégezni.

Multicont II, komputer által vezérelt dinamométer (Mediagnost, Budapest és Mechatronic Kft, Szeged).

Multicont II.

A kezelői software Windows operációs rendszerre megírt program. A program egy közbeiktatott elektromos hajtáson keresztül két elektromos szervomotort (Mavilors AC Servo-motor, M10, Spain) vezérel.

A motorok vízszintes irányban sínen mozgathatóak a dinamométer állítható padja körül. A függőleges irányú beállítást a tartó oszlopokba beépített pneumatikus emelő rendszer segíti. A motorok haránt irányú tengely körül billenthetőek 90°-os szögtartományban. Ezáltal a motorok forgási síkja, a függőleges és a vízszintes síkok között, bármilyen dőlésszögű ferde sík is lehet.

A speciális pad mechanikus szerkezet segítségével állítható, és rögzíthető a mérésekhez szükséges stabil testhelyzet fenntartására. A pad ülőfelülete és háttámlája külön-külön is mozgatható vízszintes irányban. Az ülőfelület a vízszintes helyzettől 10°-os fokozatonként billenthető 30°-os dőlésszögig. A háttámla a vízszintes és a függőleges helyzet között bármely pozícióban rögzíthető. A háttámlára külön fejtámla is szerelhető. A vállak, a törzs, a csípő és a comb nagy merevségű övekkel és egy párnázott fémhenger segítségével rögzíthető a padhoz.

A motorok a programnak megfelelően mozgatják a dinamométer acélból készült karját (600 x 50 x 10 mm) a motor forgástengelye körül. Az acélkar speciális sínként funkcionál. A test különböző szegmenseinek megfelelő méretű rögzítő mandzsetták, és fogantyúk illeszthetőek rá. Ezek az elemek az acélkar teljes hosszában csúsztathatóak és bármely pozícióban stabilan rögzíthetőek a mozgatandó szegmens méretének megfelelően. A rögzítő mandzsetták acélból készültek, belső felületük párnázott, és keresztmetszetük tépőzárral állítható.

A motorok, a pad, és a rögzítő elemek mobilitása lehetővé teszi, hogy az emberi test antropometriai méreteinek megfelelően bármely izület, a rá jellemző tengelyeknek és forgási síkoknak megfelelően, vizsgálható a dinamométer segítségével.

Multicont

A nyomaték mérés négy nyúlásmérő bélyeg segítségével történik (érzékenység: 0.5 Nm, maximális nyomaték: 500 Nm). A nyúlásmérő bélyegek a szervomotor celláiban szimmetrikusan kerültek felhelyezésre. A forgatónyomaték adatokat a program minden esetben korrigálja a gravitáció (a mozgatott szegmens és a motor karjának súlya) következtében fellépő forgatónyomaték értékekkel. Az izületi pozíció mérését a hajtásba beépített potenciométer végezi 0.01 rad felbontás mellett. A szervomotor sebességét a program a pozíció-idő függvény alapján vezéreli. Izokinetikus koncentrikus kontrakció során a sebesség ingadozás kevesebb, mint 0.05 rad s-1.

A nyomaték, izületi szögváltozás és sebesség adatok digitális formában kerülnek rögzítésre a PC-ben. A mintavételi frequencia 0.5 kHz. Az adatok rögzítése során a nyomaték, az izületi szög, és az izületi szögsebesség pillanatnyi értékei oszlop diagramm formátumban megjelennek a monitoron. Ez a funkció lehetőséget ad arra, hogy vizuális feed back segítségével motiváljuk a vizsgált személyt nagyobb erőkifejtés elérésére vagy fenntartására. Közvetlenül az adatrögzítés után a program azonnal kijelzi a maximális nyomatékot, az átlag nyomatékot, a kezdeti és végső szöghelyzetet, a mechanikai értelemben vett munkavégzést, a nyomaték növekedésének maximális meredekségét és annak idejét, valamint a nyomaték csökkenés maximális meredekségét és annak idejét. Az átlagnyomaték (Mm) értéket a program a nyomaték-idő függvényből számolja a következő képlet alapján:

egyenlet

ahol N a mozgás teljes ideje alatt digitálisan rögzített minták száma, M(i) a mért nyomaték adat az i-edik minta esetében a nyomaték-idő függvényben. A nyomaték adatok minden 2. ms-ban rögzítésre kerülnek. Egynél nagyobb számú kontrakció egy mérési egységben történő tárolása során a program a fenti adatok alapstatisztikáját is elkészíti szöveg file formátumban. Egy mérési egységben csak azonos kontrakció típusok rögzíthetők. Egy kontrakció típusból maximálisan 100 mérési sorozat, egy sorozaton belül maximálisan 100 kontrakció tárolható. A program a következő kontrakció típusok vizsgálatát teszi lehetővé: izometriás, koncentrikus, excentrikus, nyújtásos-rövidüléses. A dinamikus kontrakciók háromféle sebesség-idő függvény szerint vezérelhetőek: állandó, lineárisan és négyzetesen növekvő.

A kezelői program analízis funkciója lehetővé teszi a tárolt nyomaték-idő, izületi hajlásszög-idő és szögsebesség-idő függvények grafikus megjelenítését, manuális elemzését, és a tárolt függvények konvertálását szöveg file formátumba.

Elektromiográf (Noraxon USA, Inc. Scottsdale Arizona V 98.1)

Általános adatok

Telemetrikus EMG, hatótávolság elméletileg 200 m. A kezelői szoftware windows operációs rendszerre megírt program (Win 95, 98, 2000, NT). Minimális igény a legalább 300 MHz-es processzor. A program csak hardware kulccsal együtt indul el. A készülék felületi elektródákkal bipoláris elrendezésben felvett izom elektromos aktivitás jeleket képes digitális formában rögzíteni, analizálni, megjeleníteni. A mintavételi frequencia 1000 Hz. Nyolc EMG és 8 analóg csatorna áll rendelkezésre. Külső és belső trigger indítási lehetőség is lehetséges, késleltetéssel, vagy anélkül.

Jelfelvétel és rögzítés

A felületi elektódákról érkező analóg jeleket helyi adókészülék továbbítja telemetrikusan a jelfogó antennához. Innen az analóg/digitál átalakító 1000 Hz-es frequenciával mintát vesz a jelből és autómatikus beállítású jel felerősítés is történik. A mintákat a program három lépcsős könyvtár rendszerben tárolja.

Jelfeldolgozás

A minták feldolgozása a program alapján manuálisan történik, automatikus feldolgozásra nincs mód. A rektifikációt követően, mód van tetszőleges (választható) adat szélességgel végzett mozgóátlagolásos símításra. A feldolgozott minták analizálása mind az idő, mind a frequencia tartományban lehetséges.

Analizálás

A program a megfelelő menüpont kiválasztásával végrehajtja a kívánt elemzést és skaláris, valamint diagrammos formában készít riportot az eredményekről: integrált EMG, frekvencia elemzés, spektrum analízis. A riportok A/4-es oldalméretben azonnal nyomtatható formában készülnek. Lehetőség van a rögzített minta idősorainak exportálására Ascii, Binary, Excel, Clipboard, Noraxon USA formátumban is.

Help

A program igen jól kezelhető help funkciója minden menüponttal kapcsolatban részletes leírást nyújt a kezelőnek, továbbá az egyes terminológiai kifejezések egyszerű definícióját is megadja.

Muscle Labs

A kezelői software Windows operációs rendszerekre (Win 95, 98, 2000, NT) megírt program, melynek legfrissebb verziója ingyenesen letölthető a www.ergotest.com oldalról. Az alapegység com1 vagy com2 porton keresztül bármilyen PC-hez illeszthető, alapkövetelmény a legalább 300 MHz-es processzor.  

Mérőeszközök (file/ sensor registration and calibration) és adatrögzítés

A rendszer a mért adatokat digitális formában rögzíti 100 Hz mintavételi frequencia alkalmazásával. Az alapegységhez az alábbi elektromechanikus szenzorok kapcsolhatóak, és a következő mechanikai paraméterek mérhetőek és jeleníthetőek meg:

  • 2D goniométer szögelfordulás 1 síkban
  • 3D goniométer szögelfordulás 3 dimenzióban
  • linear encoder elmozdulás, sebesség-idő görbe, átlagteljesítmény
  • accelerométer gyorsulás, erő-idő görbe
  • EMG (felületi elektródás) rektifikált EMG,
  • Contact map támasz és repülőfázis ideje
  • Photocells futások teljesítésének ideje
  • force platform talaj reakcióerő
  • Vizsgálati személyek (file/person file)

A mérési adatokat a program a vizsgált személy neve, és a vizsgálat ideje alapján rendszerezve rögzíti. A vizsgálati személyek adatainak bevitele a méréseket megelőzően, és a mérések közben is lehetséges. Az alap adatokon (testmagasság, testtömeg, születés ideje, nem, lábméret) túl lehetőség van az aktív sportolók besorolására is, sportág, elért teljesítményszint, és sportéletkor alapján. A bevitt személyek adatai azonos tulajdonságaikat figyelembe véve csoportokhoz rendelhetők.

Vizsgált gyakorlatok (File/exercises)

A program lehetőséget nyújt a gyakorlatok egyéni adatbázisának létrehozásához, testre szabásához. Új gyakorlat rendszerbe illesztésekor a program csak keretet ad. A gyakorlat nevét, rövid leírását, standard gyakorlatokhoz való besorolását, vagy annak elvetését követően meg kell adni, hogy a gyakorlat végrehajtása során a testre ható gravitáció hány %-a érvényesül mint alap ellenállás. Az általános és ugró gyakorlatokat elkülönítve lehet a rendszerbe vinni.

Tesztek (make a new test)

A program az alábbi tesztek elvégzését teszi lehetővé. Az adott teszt elvégzéséhez a megfelelő szenzort illeszteni kell az alapegységhez, majd ezt követően kalibrálni kell (file/ sensor registration and calibration). A tesztek részletes leírását e rövid ismertető keretei nem teszik lehetővé, de angolul a program help menüpontjában teljes részletességgel megtalálható.

  • Power and force/velocity
  • Rehab test
  • Advanced test
  • Jump test on contact mat (Bosco test)
  • Sprint test
  • Running analysis
  • Yoyo multi Gym
  • Force platform
  • Stair test

Adatfeldolgozás (reports)

Az adatok a személyi adatokon és a mérés időpontján alapuló adatbázisból jeleníthetőek meg, az adott teszt típusának megfelelően. Pl.: egy rehab tesztet csak a Reports/rehab test menüpont alatt lehet analizálni. A nyert paraméterek és görbék tudományos igénnyel is felhasználható formában jeleníthetők meg, közvetlenül a programból nyomtathatók. Az analízis során az adatok muscle lab vagy asci formátumokban exportálhatók, és igény szerint valamely táblázatkezelő vagy egy másik muscle lab programban megjeleníthetők.

Help

A program szerves része egy részletes, alfabetikus help rendszer, amely a program bármely részletével kapcsolatban leírást tartalmaz. Bármely menüpontból ill. a főmenüből könnyen elérhető.

Vibrációs plató

Felépítése: platform, vezérlő panel, támasz oszlop a start és stop gombokkal

Az alkalmazható vibrációs inger tulajdonságai:

  • Amplitúdó 0,005-0,01 m
  • Frequencia 10-100 Hz
  • Időtartam 30-120 s, 10 s-os növelési lehetőséggel 

A képeken látható vibrációs platform az alátámasztás felől érkező mechanikai vibrációs ingerek gerjesztésére szolgáló berendezés. Nem mérőműszer, a különböző biomechanikai vizsgálatokban csak a bemenő inger szerepét töltheti be. Edzéshatás vizsgálatokban szintén edzésingerként szerepelhet.