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Aktuelle Projekte

Spine Interactive (SI): Entwicklung einer KI-gestützten digitalen Health App (SI-App) bei Wirbelsäulenerkrankungen
Laufzeit: 01.12.2023 bis 30.11.2026

Es wird eine SI-App für Patienten:innen mit Wirbelsäulenerkrankungen entwickelt, die die Erfassung subjektiver Symptome (z. B. Schmerz, Grad der Beeinträchtigung, Lebensqualität) und objektiver Daten zur Bewertung der motorischen und kognitiven Leistungsfähigkeit erlaubt. Die Quantifizierung der objektiven Daten erfolgt dabei über die in mobilen Endgeräten (z. B. Smartphones) verbaute Sensorik (z. B. Akzelerometer, Gyroskop) und wird genutzt, um die motorisch-funktionelle Leistungsfähigkeit bzw. Beeinträchtigungen der Patienten:innen (z. B. Kraftleistung, Mobilität, Ausdauerleistung, dynamisches Gleichgewicht, motorisch-kognitive Leistungsfähigkeit, Sturzrisiko, Beweglichkeit) mittels etablierter Tests zu messen. Zudem werden Assessments für die Erfassung der kognitiven Leistungsfähigkeit (z. B. exekutiven Funktionen) implementiert. Die erfassten Daten werden mittels künstlicher Intelligenz (KI)-Algorithmen analysiert und die Ergebnisse genutzt, um den Verlauf der Erkrankung ganzheitlich zu erfassen und somit individualisierte Handlungsempfehlungen (Diagnostik, Behandlung,Therapie) bereitzustellen. In diesem Rahmen soll ein Remote-Patienten:innen-Monitoring aufgebaut werden, das den Zugang zu einer zeitnahen Versorgung auch in ländlichen Regionen garantiert und eine zwischen Ärzten:innen, Therapeuten:innen und Patienten:innen abgestimmte Beratung, Diagnostik und Therapie ermöglicht.

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Abgeschlossene Projekte

Fatigue and Human Performance
Laufzeit: 01.01.2021 bis 31.12.2023

Performing a physical or cognitive task over extended periods of time is important in human life and is required during prolonged daily, physical, educational, vocational, and sports activities. The execution of sustained physical or cognitive activities inevitably leads to (state) fatigue, which can be defined as a psychophysiological symptom that is characterized by an impaired physical and/or cognitive function as well as altered perceptual responses and/or emotional states as a result of interactions between performance fatigability and perceived fatigability (Figure 1A) (Enoka und Duchateau 2016; Noakes 2012; Kluger et al. 2013; Gruet 2018; Behrens et al. 2018; Behrens et al. 2021). The degree of fatigability, irrespective if induced by motor or cognitive tasks, has detrimental effects on the capacity of the motor and cognitive systems of humans with negative consequences, e.g., for productivity, exercise behaviour, physical activity, and daily activities. In the worst case, as with old people and clinical populations, this results in a reduced quality of life (or even accidents/death) because the high fatigability conflicts with the adequate execution of daily activities (Figure 1B) (Enoka und Duchateau 2016; Noakes 2012; Kluger et al. 2013; Gruet 2018; Behrens et al. 2021). In the long run, this leads to a reduced motor and cognitive capacity, mobility, independence and social participation in these populations. Therefore, identifying the age-, sex-, and task-specific neural and physiological mechanisms of motor and cognitive task-induced state fatigue is the first step for the targeted application of tailored interventions. For example, there are acute and chronic interventions that can improve neural and/or muscle function with positive effects on performance and exercise tolerance in different populations (Grgic et al. 2020; Husmann et al 2019; Casaburi et al. 1997).

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Blood Flow Restriction Training: Einsatz und Nutzen in der Pävention und Rehabilitation
Laufzeit: 01.10.2020 bis 30.09.2023

Im Rahmen dieses Projektes werden nachfolgende Teilfragen augeklärt:
1. Validierung einer Kombination aus mehreren evaluierten practical Blood Flow Restriction-Methoden zur Verbesserung der Präzision des individuellen Trainingsdrucks in der praktischen Anwendung.
2. Practical Blood Flow Restrictrion Training in Kombinaiton mit Balance-Training in der Rehabilitation nach Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes.
3. Akute physiologische Reaktionen auf ein statisches Balance-Trainings in Kombination mit Blood Flow Restriction sowie Aufklärung der Effekte auf die motorische und perzeptuelle Ermüdung.

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Gait control - visuo-motor interactions and plasticity in glaucoma
Laufzeit: 01.10.2019 bis 30.06.2023

Unsteady gait is a cause of increased incidences of falls and reduced mobility in the elderly, and is thus a source of a significant reduction in quality of life. A critical factor of gait control constitutes, apart from the motor-skills themselves, the interplay of the motoric system with both sensory and cognitive processes. This renders elderly with sensory impairment particularly prone to falls. Important examples are persons with glaucoma, a prevalent disease causing substantial visual impairment. An understanding of the role of visual, cognitive and visuo-cognitive functionality and their interactions during gait control is expected to pave the way for efficient interventional instruments to improve gait control in glaucoma and beyond. This prompts the question, whether multimodal movement-related interventions, i.e., those addressing motor-, sensory, and cognitive functions in a combined manner, are superior to unimodal movement-related interventions in their effect on gait control.
Our project aims to understand the interplay of motor-, visual, cognitive and visuo-cognitive function during gait control and its impact on the development of interventional instruments. It addresses glaucoma as an important and relevant model for risk groups with sensory impairment. In a multidisciplinary approach the project combines expertise in physical-activity and movement sciences, ophthalmology and neurosciences to address the following steps: (i) Development of research tools to identify interactions of visual function, cognition, visuo-cognition and gait control for both laboratory settings and, importantly, everyday like conditions. (ii) Application of these tools in =50 participants with glaucoma and matched controls to uncover and understand the relative importance of visual function, cognition, and visuo-cognition for gait control. (iii) Comparison of two interventional concepts, a unimodal and a multimodal movement-related intervention, in a longitudinal design in two glaucoma intervention groups, comprising a total of =50 participants. Behavioural readouts of the intervention effects will be combined with neuronal correlates, i.e. resting state fMRI, to uncover mechanisms of neuro-plasticity and their correlation with behavioural measures. This will target changes in functional connectivity between brain regions representing motor skills, vision and cognition.
We expect this investigation of the interaction of cognition, vision, and visuo-cognition in gait control in glaucoma and matched controls to considerably increase our understanding of gait control and to guide the identification of efficient interventional concepts for prevention and rehabilitation in general.

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MultiMove -Multimodaler Interventionsansatz zur sektorenübergreifenden Versorgung bei degenerativen Wirbelsäulenerkrankungen
Laufzeit: 01.02.2020 bis 31.03.2023

Ziel des Projektes ist es, sektorenübergreifende Empfehlungen für die Rehabilitation und Vorsorge bei degenerativen Wirbelsäulenerkrankungen zu generieren: I) bedarfsgerechte Indikation zur Operation II) Risikostratifizierung III) frühzeitigen Beratung. Das Interventionskonzept trägt im Vergleich zum leitliniengestützten Vorgehen in der Rehabilitation zur 1) Reduktion der Beschwerdesituation (Schmerz) 2) Stabilisierung der rumpfnahen Muskulatur, posturalen Balance, Gangkontrolle und Alltagsmobilität, 3) Verbesserung der exekutiven Funktionen und kognitiven Leistung, 4) Motivation zum "Dabeibleiben" und 5) Zunahme der Lebensqualität bei. Zur nachhaltigen Verstetigung des konzeptionellen Vorgehens wird eine "Bewegungs-Beratungs-Software" für Ärzte und Therapeuten entwickelt und eine gesicherte Bewegungskommunikation und -bildung ermöglicht.

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Inter-session reliability of prefrontal cortex functional near-infrared spectroscopy measures during dual-task walking protocols of different duration in stroke survivors and healthy controls
Laufzeit: 01.10.2019 bis 31.12.2022

Um Gangstörungen nach einem Schlaganfall besser verstehen und behandeln zu können, sind reliable Messungen der Gehirnaktivität beim Gehen erforderlich. Die funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) kann zur Quantifizierung der Gehirnaktivität während des Gehens mit geringer Sensitivität für Bewegungsartefakte eingesetzt werden. Die Reliabilität von fNIRS-Parametern, die während des Gehens aufgezeichnet werden, ist jedoch nur unzureichend untersucht, insbesondere bei neurologischen Erkrankungen. Deshalb wurde innerhalb dieses Projektes die Reliabilität der Oxy- und Deoxyhämoglobinkonzentrationen, die während zwei motorisch-kognitiven Dual-task Gehprotokollen mit unterschiedlicher Dauer aufgezeichnet wurden, bei Schlaganfallpatienten und gesunden Kontrollpersonen untersucht.

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Wirkung normobarer intermittierender Hypoxie-Hyperoxie bei Personen mit Demenz
Laufzeit: 01.03.2021 bis 31.10.2022

The increasing interest in its therapeutic potential of hypoxia conditions has caused a debate about its most beneficial regimes. In this respect, the method of intermittent hypoxic-hyperoxic training (IHHT) was applied. It is hypothesized that, by replacing the normoxic time intervals with hyperoxic exposures (e.g., 30-40% oxygen), IHHT could achieve more beneficial effects compared to IHT. Despite promising findings that support these hypothesis16, 22, only a few studies have evaluated the therapeutic effects of IHHT in patients with cognitive impairments such as dementia. Bayer et al.23 have shown that up to six weeks of IHHT augments the effects of an multimodal training intervention in patients with mild to moderate dementia in terms of improvements in cognitive function and endurance performance. In a further pilot study by Serebrovska et al.24, the authors could demonstrate that three weeks of IHHT influence cognitive functions positively and thus might delay the manifestation of dementia-related biomarkers (amyloid beta) in patients with mild cognitive impairments (i.e. pre dementia status). However, a recent study has shown that adding IHHT to a multimodal training intervention did not provide additional improvements in geriatric patients.25 Hence, due to the limited and inconsistence evidence on the therapeutic effects of IHHT in patients with dementia and/or mild cognitive impairments, further investigations are warranted to validate the above-mentioned neuroprotective effects.
Under this context, our planned investigation is designed to study the utility of IHHT as an efficient non-pharmacological therapy to improve cognitive performance, physical functioning, socio-emotional parameters and to reduce cardiovascular and metabolic risk factors in patients with mild to moderate dementia.

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Künstliche Intelligenz basiertes Weareable-Gait-Diagnose-System für die Prävention und Rehabilitation von Auffälligkeiten/Folgeschäden des menschlichen Ganges (KI-WeGaDiS)
Laufzeit: 01.10.2019 bis 30.06.2022

Entwicklung eines portablen Diagnosesystems für die multidimensionale Erfassung von menschlichen Gangdaten auf der Grundlage einer echtzeitfähigen KI-basierten Erkennung von Gangveränderungen. Das zu entwickelnde System KI-WeGaDiS ermöglicht erstmals eine simultane Detektion kinematischer und kinetischer Informationen sowie plantarer Druckverteilungsmuster und damit eine effiziente Ganganalyse zur Rehabilitation von Menschen mit Gangveränderungen und präventiven Früherkennung eines veränderten Gangverhaltens. Weiterführend wird eine deutliche Verbesserung sowohl in der therapeutischen Behandlung als auch Orthopädie-technischen Hilfsmittelversorgung möglich.

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Motor Performance Fatigability in Multiple Sclerosis
Laufzeit: 01.01.2020 bis 30.06.2022

Fatigue ist eines der einschränkendsten Symptome bei Personen mit Multipler Sklerose (PmMS) und kann in trait und state Fatigue unterteilt werden. Aktivitätsbedingte state Fatigue beschreibt die vorübergehenden Reduktion der motorischen und/oder kognitiven Leistung (motorische bzw. kognitive Performance Fatigability) und/oder die Zunahme der wahrgenommenen Erschöpfung (perceived Fatigability) infolge motorischer oder kognitiver Aufgaben. Bisher gibt es keinen Goldstandard zur Quantifizierung der Performance Fatigability bei PmMS. Deshalb war das Ziel dieses Projekts, die Performance Fatigability zusammen mit der perceived Fatigability beim Gehen unter Single- und Dual-Task-Bedingungen während des 6-Minuten-Gehtests, die auf dem Boden und auf dem Laufband durchgeführt wurden, bei pwMS und gesunden Kontrollpersonen zu untersuchen. Dabei wurden vor allem die Veränderung der spatio-temporalen Gangparameter, die hämodynamische Antwort im präfrontalen Kortex und die perceived Fatigability betrachtet.

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Künstliche Intelligenz basiertes Weareable-Gait-Diagnose-System für die Prävention und Rehabilitation von Auffälligkeiten/Folgeschäden des menschlichen Ganges (KI-WeGaDiS)
Laufzeit: 01.10.2019 bis 30.09.2021

Entwicklung eines portablen Diagnosesystems für die multidimensionale Erfassung von menschlichen Gangdaten auf der Grundlage einer echtzeitfähigen KI-basierten Erkennung von Gangveränderungen. Das zu entwickelnde System KI-WeGaDiS ermöglicht erstmals eine simultane Detektion kinematischer und kinetischer Informationen sowie plantarer Druckverteilungsmuster und damit eine effiziente Ganganalyse zur Rehabilitation von Menschen mit Gangveränderungen und präventiven Früherkennung eines veränderten Gangverhaltens. Weiterführend wird eine Verbesserung sowohl in der therapeu-tischen Behandlung als auch Orthopädie-technischen Hilfsmittelversorgung möglich.

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Einsatz von normobarer Hypoxie zur Leistungsentwicklung im Schwimmen
Laufzeit: 01.01.2018 bis 30.06.2021

Wie in den zurückliegenden zwei Jahren werden bis zu den Olympischen Spielen in Tokio 2020 ausgewählte SchwimmerInnen/KaderathletenInnen des SCM (Trainer Bernd Berkhahn) auf Wettkampfhöhepunkte in den jeweiligen Jahreszyklen vorbereitet. Dabei stehen insbesondere die Vor- und Nachbereitungen natürlicher Höhentrainingslager in der Sierra Nevada (2300m ü. NN, Spanien) durch den Einsatz von Trainingseinheiten unter normobarer Hypoxie im Höhenraum am Lehrstuhl Gesundheit und körperliche Aktivität im Mittelpunkt des Interesses. Zur Überprüfung der Leistungsentwicklung werden sowohl leistungs- und hämatologische Anpassungseffekte als auch die Veränderungen der konditionellen Fähigkeiten Ausdauer und Kraft analysiert.

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Untersuchungen zur Gangvariabilität bei neurologischen Patienten
Laufzeit: 01.11.2015 bis 31.03.2021

Im Rahmen dieser Studie wird der Zusammenhang von Gangstabilität, Bewegungskontrolle und spezifischen kognitiven Funktionen am Beispiel von Patienten mit neurologischen Erkrankungen (u.a. Multiple Sklerose, Schlaganfall) im Vergleich zu unbeeinträchtigten, gleichaltrigen und gleichgeschlechtlichen Menschen untersucht. Diese Interdependenzen werden insbesondere beim Gehen mit kognitiver Zweitaufgabe deutlich. Eine eingeschränkte sogenannte Dual-Task-Fähigkeit verringert die Gangstabilität und erhöht folgerichtig die Sturzgefahr. Das Ziel dieses Projektes ist die Kennzeichnung der Rückwirkung verschiedener neurologischer Pathologien auf die Gangstabilität. Die zu erwartenden Befunde und davon abgeleiteten Erkenntnisse sollen zur Konzipierung verbesserter Therapieansätze und zur strategischen Prophylaxe von Sturzgefährdungen herangezogen werden.

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Zum Einfluss von körperlicher Aktivität auf die exekutiven Funktionen und die Expression des Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) bei älteren Menschen
Laufzeit: 01.03.2019 bis 31.03.2020

Im Rahmen einer randomisiert kontrollierten Studie mit counterbalanced Cross-over-Design und Prä-Post-Vergleich soll bei gesunden Probanden im Alter von 55-75 Jahren die Effektivität eines körperlichen Trainings mit "open-skill" Charakter und eines körperlichen Trainings mit "closed-skill" Charakter auf die exekutive Funktion und die Konzentration des Neurotrophins "Brain-derived neurotrophic factor" (BDNF) nachgewiesen werden.

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Entwicklung eines multimodalen Programms zur zeit- und ortsunabhängigen betrieblichen Gesundheitsförderung in der Notfallmedizin
Laufzeit: 01.01.2017 bis 30.09.2019

Das Ziel der Studie fokussiert auf die Entwicklung, Anwendung und Implementierung eines gesundheitsförderlichen Programms für Mitarbeiter der Notfallmedizin. Die arbeitsplatzspezifische Tätigkeit der Mitarbeiter in der Notfallmedizin ist gekennzeichnet durch ein hohes Maß an physischen und psychosozialen Belastungen (Badura et al. 2015; Neumayr et al. 2016; Siegrist et al. 2003; Lützenkirchen 2003). Angesichts der beschriebenen Arbeitsbedingungen in der Notfallmedizin können klassische gesundheitsfördernde Maßnahmen nicht wirkungsvoll eingesetzt werden (Badura et al. 2015). Ein multimodales Programm zur zeit- und ortsunabhängiges Bewegungsförderung und Stressbewältigung scheint deshalb ein vielversprechender Ansatz zur betrieblichen Gesundheitsförderung in diesem Bereich zu sein (Knebel 2011, 2; Neville et al. 2009; Hurling et al. 2007; Neville et al. 2009). Zur Aufnahme und Rückkopplung von arbeitsplatzspezifischen Bewegungen und Stressbewältigungssequenzen werden mittels Kinect (Microsoft®) bis zu 25 Gelenkpunkte erfasst, auf deren Grundlage ein Echtzeit-Feedback zur technisch unterstützten Bewegungssteuerung generiert wird.

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fast-care: eHealth-Dienst Prävention und Rehabilitation
Laufzeit: 01.08.2016 bis 31.07.2019

fast care entwickelt ein echtzeitfähiges Sensordatenanalyse-Framework für intelligente Assistenz-systeme im Bereich Ambient Assisted Living, eHealth, mHealth, Tele-Reha und Tele-Care. Ziel ist die Bereitstellung eines medizinisch validen, integrierten Echtzeit-Situationsbildes auf Basis einer verteilten, ad-hoc vernetzten, alltagstauglichen und energieeffizienten Sensorinfrastruktur mit einer Latenzzeit von weniger als 10 ms. Das integrierte Situationsbild, das physiologische, kognitive, kinematische Informationen des Patienten umfasst, wird durch die intelligente Fusion der Sensordaten generiert. Es kann als Basis sowohl für die schnelle Erkennung von Risiken und Gefahrensituationen als auch für alltagstaugliche medizinische Assistenzsysteme dienen, die autonom in Echtzeit intervenieren und aktives telemedizinisches Feedback erstmals ermöglichen.
Zur Sicherstellung einer adäquaten medizinischen und therapeutischen Versorgung, insbesondere in strukturschwachen und ländlichen Regionen, wird im Rahmen des fast care Teilprojektes Reha ein interdisziplinärer und integrierter Ansatz zur häuslichen Versorgung umgesetzt. Ziel ist es, ein Konzept zu entwickeln und umzusetzen, welches eine patientenbezogen Versorgung der Bereiche Diagnose, Monitoring sowie Therapie und Übung im Rehabilitationsbereich ermöglicht.

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Kennzeichnung von Nutzerprofilen zur Interaktionssteuerung beim Gehen
Laufzeit: 01.01.2016 bis 31.12.2018

Das vorliegende Konzept beschreibt die Entwicklung eines Trainingsassistenten zur Unterstützung des Erhalts sowie der Verbesserung der Gehfähigkeit unter Verwendung von Companion-Technologie. Relevante individuelle Bewegungs- sowie Emotions- und Dispositionsmuster des Nutzers werden erfasst und gekennzeichnet. Die anschließende Fusion der klassifizierten Daten mündet in das Nutzerprofil, das die sensomotorischen und affektiven Anforderungen des Nutzers beschreibt und die Grundlage für eine gezielte Systemintervention darstellt. Das Nutzerprofil ermöglicht weiterhin die Planung einer systematischen, individuellen und adaptiven Anleitung zum regelmäßigen und kontrollierten Üben des sicheren Gehens in Form von Closed-Loop Interaktionen. Ziel ist es, ein System zur Unterstützung der individuellen Bedürfnisse des Nutzers zu schaffen.

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Vergleich von KAATSU vs. Blood Flow Restriction auf die leistungsphysiologische Adaptation
Laufzeit: 01.01.2018 bis 31.12.2018

KAATSU- und Blood Flow Restriction (BFR) sind bekannte Trainingsmethoden bei denen der Blutfluss zu den Extremitäten durch spezielle pneumatische Manschetten gestaut wird. Der Einsatz während körperlicher Aktivität erhöht den Trainingsreiz auf die Muskulatur aufgrund der vermehrten Freisetzung anaboler Hormone. Das KAATSU-Training unterscheidet sich vom BFR-Training sowohl durch die Art der verwendeten Manschetten als auch durch das methodische Vorgehen. Dementsprechend stellt sich die Frage, ob auf physiologischer Ebene vergleichbare oder differenzielle Adaptationseffekte evoziert werden. Das Ziel des Forschungsprojektes ist es, akute Veränderungen der Perfusion und Oxygenierung der okkludierten Muskulatur im Vergleich beider Methoden mittels der Muskel-Nahinfrarotspektroskopie (mNIRS) zu erfassen und zu evaluieren. 
Weiterführend sollen trainingsmethodische Ableitungen generiert werden.

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Zum Zusammenhang von kortikaler Aktivität und Bewegungskontrolle bei Patienten mit totalendoprothetischer Versorgung des Knie- oder Hüftgelenkes
Laufzeit: 01.10.2016 bis 31.12.2017

Patienten mit einer Knie- oder Hüftarthrose zeigen oft ein stark erhöhtes Sturzrisiko. Deshalb wird der Zusammenhang zwischen kortikaler Aktivität und verminderter Gangstabilität beim Gehen, die mit einer erhöhten Sturzgefahr einhergeht, durch Hirnaktivitätsmessungen mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) in Verbindung mit kinematischen Ganganalysen bei Patienten vor  und nach einer totalendoprothetischen Versorgung des Knie- oder Hüftgelenkes untersucht. Die zu erwartenden Erkenntnisse dienen der Konzipierung und Implementierung verbesserter Therapieansätze zur Sturzprophylaxe.

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Nachhaltige Verbesserung der Lebensqualität von Patienten mit Prostatakarzinom auf der Grundlage multimodaler Bewegungsprogramme in der Nachsorge
Laufzeit: 01.10.2013 bis 30.06.2017

The purpose of the study is to verify the hypothesis that multimodal movement-based and behaviour-orientated after-care programmes are more effective than conventional aerobic endurance treatments in the rehabilitation of prostate cancer patients, particularly with regards to the primary outcome indication-specific Quality of Life.

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Zum Einfluss intermittierender normobarer Hypoxie bei älteren Menschen
Laufzeit: 01.10.2014 bis 31.03.2017

Im Rahmen einer randomisierten kontrollierten Studie wird der Effekt von intermittierender normobarer Hypoxie  bei gesunden älteren Menschen (> 60 Jahren) im Vergleich zu gesunden jungen Menschen auf die körperliche sowie kognitive Leistungsfähigkeit überprüft.

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Einsatz von natürlichen und simulierten Höhenexpositionen im Hochleistungssport am Beispiel der Sportart Schwimmen
Laufzeit: 01.01.2015 bis 31.08.2016

Im Rahmen des Projekts wird der Einsatz  von natürlichen und simulierten Höhenexpositionen in Kombination mit individuell angepassten Trainingsinterventionen (Ausdauer- und Kraftausdauer) für die Sportart Schwimmen überprüft.  Der Dosis-Wirkungs-Zusammenhang wird mittel- und langfristig auf der Grundlage leistungsdiagnostischer  Maßnahmen (Physiologie, Stoffwechsel, Hämatologie) bewertet.  Nachfolgend werden Ableitungen für eine  zielgerichtete Steuerung von Trainingsbelastungen getroffen.

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Bewertung der Gangvariabilität auf der Grundlage unterschiedlicher Abtastraten
Laufzeit: 01.01.2013 bis 31.12.2015

The assessment of gait variability might entail the potential for diverse kinds of early diagnoses in clinical settings and the usage of inertial sensors has the potential to feasibly measure gait variability. In order to investigate which sample rate would be required to precisely measure gait variability of different gait parameters, this study analyses the outcome of gait variability measures as a function of sample rates. Gait variability parameters are calculated on the basis of the original time series (sample rate: 512Hz) as well as of each down sampled time series (256Hz, 128Hz, 75Hz).

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Entwicklung und Evaluation eines portablen multifaktoriellen Test- und Trainingsgerätes für Sportarten mit einer zyklischen Phasenstruktur (TTZ)
Laufzeit: 01.07.2014 bis 28.09.2015

Zielstellung des FuE-Projektes ist die Entwicklung eines portablen, interdisziplinären, multifaktoriellen Test- und Trainingsgerätes für Sportarten mit einer zyklischen Phasenstruktur (TTZ) für den Einsatz in verschiedenen Handlungsfeldern der Sportwissenschaft (Sportarten: Schwimmen, Rudern, Laufen, Rückschlagspielen; Isokinetisches Trainingsgerät im Hochleistungs-, Freizeit- und Breitensport und in der Rehabilitation). Mithilfe eines motorisierten, steuerbaren Seilzuges soll eine Zugunterstützung bzw. Zugwiderstand am Sportgerät/Sportler appliziert werden. Somit wird ein sportartspezifisches Training mit höherer Bewegungsfrequenz (Verbesserung der Intermuskulären Koordination) oder mit höherem Widerstand (Verbesserung der Intramuskulären Koordination) ermöglicht. In der Funktion eines Testgerätes können intra- und interzyklische Geschwindigkeits- bzw. Kraftverläufe  prozessbegleitend (individuelle Statuserhebung) oder als wissenschaftliche Erkenntniss- und Untersuchungsmethoden genutzt werden.

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Betriebliche Gesundheitsförderung in der Waldarbeit: Einfluss von körperlicher Aktivität auf die Gesundheit
Laufzeit: 01.03.2012 bis 31.12.2014

Die für den Bundesforstbetrieb Nördliches Sachsen-Anhalt konzipierte Interventionsstudie (drei Messzeitpunkte im Vergleich Forstwirte mit Intervention (IG) vs. Forstwirte ohne Intervention (KG)) ist auf die Aufklärung des Gesundheitszustandes, Gesundheitsverhaltens und auf die Beeinflussung der Belastungs-Beanspruchungs-Situation von Forstwirten ausgerichtet. Über einen Zeitraum von zwei Jahren schließt die Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz u. a. eine zweimal 20 Einheiten umfassende körperliche Intervention ein. In der interventionsfreien Zeit trainieren die Waldarbeiter nach einem speziell bereitgestellten Übungsmanual. Zur Kennzeichnung einer veränderten psychophysische Belastungs-Beanspruchungs-Situation  werden unterschiedliche Methoden und Instrumente eingesetzt: Dynamometrie, Oberflächenelektromyographie, Zebris, HRV, EFL-Test, Spring-Test, SF36, FFkA.

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Bewertung der funktionellen Leistungsfähigkeit von Arbeitnehmern am Beispiel der Arbeit über Kopfhöhe
Laufzeit: 01.01.2010 bis 31.12.2013

Eine Möglichkeit zur Bewertung der alltags- und berufsbezogenen Arbeitsfähigkeit bzw. Arbeitsunfähigkeit von Arbeitnehmern ist die Evaluation der Funktionellen Leistungsfähigkeit (EFL) nach Isernhagen (1992). Im Rahmen der Studie wird die motorisch-funktionelle Leistungsfähigkeit bei „Arbeit über Kopfhöhe“ von Arbeitnehmern aus dem baugewerblichen Bereich untersucht. Es geht dabei um die Bewertung der momentanen funktionellen Leistungsfähigkeit unter Zugrundelegung des EFL-Instrumentariums im Vergleich zu den Ergebnissen anderer quantitativer Untersuchungsverfahren (Oberflächenelektromyographie, Herzratenvariabilität, Eigenzustand und Motivation). Ziel dieser Studie ist die realistische Bewertung der funktionellen Leistungsfähigkeit einerseits und die Feststellung und Begründung der im Einzelfall notwendigen Umorientierung im Arbeitsleben andererseits.

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Zum Einfluss echtzeitbasierter erweiterter Realität beim Gehen von Patienten mit Hüft-TEP
Laufzeit: 01.01.2013 bis 31.12.2013

Augmented Reality (AR) applied in gait retraining improves pelvis movements in patients with total hip replacement (Schega et al., 2011). The effect of AR-based gait training on dynamic gait stability, which is associated with risk of falling (Lockhart & Liu, 2008), remains unexplored. Thus, the aim of the present study was to evaluate the effect of AR-based feedback on local dynamic stability of pelvis trajectories while walking in healthy elderly women.

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Evaluation von Augmented Realtity basierter Intervention in der orthopädischen Rehabilitation von Patienten mit Hüft-TEP
Laufzeit: 01.01.2010 bis 30.12.2012

Ziel der Studie ist die Evaluation der Gangschulung bei Patienten mit einer Hüft-Totalendoprothese (Hüft-TEP) im Rahmen der Anschlussheilbehandlung (AHB). Es wird eine Augmented Reality (AR-) basierte Intervention (IG) im Vergleich zur herkömmlichen therapeutischen Intervention betrachtet. Den Patienten der IG wird dabei ein echtzeitbasiertes, kontextsensitives Feedback zu ausgewählten kinematischen Kennwerten über ein Head-Mounted Display visualisiert dargeboten. Die Korrektur des Gangbildes erfolgt unter besonderer Berücksichtigung von Hinkmechanismen (Duchenne-Hinken, Trendelenburg-Zeichen).

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Wirkung von intermittierender normobarer Hypoxie in Kombination mit einem Kraftausdauertraining bei körperlich inaktiven älteren Menschen
Laufzeit: 01.04.2012 bis 30.12.2012

Im Rahmen einer randomisierten kontrollierten Studie soll der Effekt von intermittierender normobarar Hypoxie in Kombination mit einem Kraftausdauertaining auf die körperliche sowie kognitive Leistungsfähigkeit untersucht werden. Über einen Interventionszeitraum von sechs Wochen absolvieren gesunde Probanden im Alter zwischen 60 und 70 Jahren eine dreimal pro Woche stattfindende Intervention aus normobare Hypoxie vs. normobare Normoxie (60 Minuten) sowie einem anschließenden 30minütigen Kraftausdauertraining. Zur Kennzeichnung der Veränderungen über die Zeit (prä-post Messungen) werden folgende Instrumente und Methoden eingesetzt: Ärztliche Anamnese und körperliche Untersuchung, Spiroergometrie, venöse und kapilläre Blutentnahmen, Fragebögen und Tests zur Bewertung der Lebensqualität (SF-36, MDBF), Motivation (EZ-Skala nach Nitzsch 1976), kognitiven Leistungsfähigkeit (MMST), Aufmerksamkeit und Konzentration (d2) und zumSchlafverhaltenn (Pittsburgh Schlafqualitäts Index [PSQI].

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Arbeitsmedizinische und ophthalmologische Beanspruchungsanalyse beim Tragen von Head-Mounted Displays
Laufzeit: 01.10.2010 bis 31.03.2011

Vordringliches Interesse dieses Forschungsvorhabens ist die Bewertung des Beanspruchungsverhaltens beim Tragen unterschiedlicher Head-Mounted Displays (HMD) aus arbeitsmedizinischer und ophthalmologischer Perspektive. Mit diesem kombinierten Ansatz wird eine notwendige Voraussetzung für den Einsatz dieser AR-Assistenzsysteme und die nutzerzentrierte Systementwicklung für unterschiedliche An­wendungsbereiche geschaffen. Auf der Grundlage dieses labordiagnostischen Vorgehens können weiterführende Erkenntnisse über die zielführende Entscheidung für den Einsatz unterschiedlicher Gerätetypen (HMD, Handheld Displays, Projektionsdisplays, etc.) evaluiert werden, denn Fragen nach einer gesicherten Geräteauswahl für die unterschiedlichsten Arbeits- bzw. Tätigkeitsszenarien werden in Orientierung auf den relevanten Nutzerkreis zukünftig verstärkt in den Vordergrund treten.

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Gesundheitsfördernde Altenpflege in Sachsen-Anhalt: GASA-Studie
Laufzeit: 01.06.2005 bis 31.03.2008

Zum Qualitätsmanagement von stationären Altenpflegeeinrichtungen als auch von ambulanten Pflegediensten gehört, im Sinne eines Gesundheitsmanagement-Programms (GMP), die Erfassung der Belastungs-Beanspruchungs-Situation des Pflegepersonals. Da in Deutschland bislang kaum umfassende Studien zu diesem Thema vorliegen (Zimber, 1998) und ausgewählte Untersuchungsansätze vorrangig auf das Pflegepersonal im Krankenhaus rekurrieren (Tracogna, Klewer & Kugker, 2003), soll in der geplanten Studie die Belastungs-Beanspruchungs-Situation von Pflegepersonal in Altenpflegeeinrichtungen mit denen von ambulanten Pflegediensten in Sachsen-Anhalt untersucht werden. Auf der Grundlage der analysierten Ist-Situation erfolgt eine gezielte Intervention zur Beeinflussung der körperlichen und psychischen Belastungen und Beanspruchungen bei Pflegepersonal in beiden Arbeitsformen.

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Der Bewegungsraum Wasser in der therapeutischen Interventionen bei Schlaganfallpatienten
Laufzeit: 01.01.2006 bis 31.12.2007

Eine Literaturrecherche von 1979 bis 1999 zum Einsatz von Aquatic Therapy bei Kindern und Adoleszenten mit neuromuskulären und muskulo-skeletalen Erkrankungen zeigte, dass die meisten Artikel über Einzelfallstudien bzw. Beschreibungen zur klinischen Praxis berichten (Dumas & Francesconi, 2001). Dies trifft auch auf Schlaganfallpatienten und viele andere Patientengruppen zu (Cladera, 2003).
Aus diesem Grund ist das Ziel dieser Studie die Bewertung des Einflusses einer systematischen Wasseraktivität für Schlaganfallpatienten auf die allgemeine Ausdauerleistungsfähigkeit und die Mobilität außerhalb und innerhalb des Mediums Wasser.
Um zu gewährleisten, dass die Patienten a) sicher und beschwerdefrei, b) unabhängig in der Bewegung und c) zur Verbesserung ihrer kardio-respiratorischen Fitness aktiv unterstützt werden, sind die Wasseraktivitäten nach didaktischen Prinzipien konzipiert (vgl. Lambeck, 2001). Als Messinstrumente zur Kennzeichnung der allgemeinen Ausdauerleistungsfähigkeit, Gehgeschwindigkeit und Mobilität im Wasser werden eingesetzt: 6-Minute-Walk-Test, 10-Meter-Walkspeed-Test und 10-Meter-Swim-Test.

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Herzfrequenzvariabilität von KHK-Patienten in unterschiedlichen Höhen
Laufzeit: 01.10.2005 bis 31.12.2007

Im Mittelpunkt der Studie steht die Frage nach dem Belastungs-Beanspruchungs-Verhalten von KHK-Patienten in unterschiedlichen Höhenlagen. Auf der Grundlage des in 2005 durchgeführten Pilotprojektes Herzurlaub in den Bergen , wird bei dieser Studie vordergründig das Herzfrequenzverhalten untersucht. Die Herzfrequenzvariabilität wird, vergleichbar zu den Untersuchungsbedingungen 2005, wiederum in 1400 m Höhe und in 2400 m Höhe bestimmt.

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Prognose der Wettkampfleistung im Schwimmen von Menschen mit Behinderungen
Laufzeit: 01.01.2006 bis 31.12.2007

Auf der Basis vorliegender Ergebnisse konnte die Einsatzmöglichkeit Neuronaler Netze für die Analyse des Zusammenhangs von Trainingsinput und Leistungsoutput (Wettkampfleistungen) für das Schwimmen von Menschen mit Behinderung erarbeitet werden. Die Zielstellung dieser fortführenden Untersuchung wird darin gesehen, auf der Basis ergänzender Trainingsdaten und Wettkampfleistungen, den Prozess der Modellierung Neuronaler Netze für das Schwimmen von Menschen mit Behinderung weiterhin zu optimieren. Darauf abgestellt können detaillierte Hinweise für die Belastungsphasen (Taper- und Hochbelastungsphase), die der unmittelbaren Wettkampfvorbereitung dienen und als wesentlicher Bestandteil für die Wettkampfleistung gelten, analysiert und abgeleitet werden. Ausgehend von diesem modellorientierten Datentransfer in die Praxis und den trainingsmethodischen Kenntnissen bzgl. individuell zu entwickelnder Belastungsumfänge und Belastungsintensitäten, werden Grundlagen für die Trainingsplanung und perspektivisch notwendige Leistungsentwicklungen bereitgestellt, die u. a. das erfolgreiche Abschneiden bei den Paralympics 2008 prognostizieren.

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Wirksamkeit und Effektivität körperlicher Aktivität bei Hämodialysepatienten
Laufzeit: 01.01.2005 bis 30.06.2006

Der Nutzen bewegungstherapeutischer Interventionen ist im Rahmen der Rehabilitation von Hämodialysepatienten (HD-Patienten) unumstritten. Demzufolge rücken Fragen nach der optimalen Trainingsgestaltung und -organisation in den Mittelpunkt des Interesses.
Während in einzelnen Studien der Nutzen körperlicher Aktivität während der Dialyse mit körperlicher Aktivität außerhalb der Dialyse oder dem Heimtraining verglichen wurden, liegen bis zum heutigen Zeitpunkt noch keine Untersuchungen über die Effektivität kombinierter Bewegungsprogramme (während der Dialyse und in freien Dialyseintervallen) vor.
Ausgehend von diesem Erkenntnisdefizit werden im Rahmen einer quasiexperimentellen Längsschnittuntersuchung v. a. metabolische Effekte zweier unterschiedlicher sporttherapeutischer Interventionsstrategien bei HD- Patienten untersucht: körperliche Aktivität unter Dialyse vs. körperliche Aktivität unter Dialyse und zusätzlichem Training einmal pro Woche zwischen den Dialyseintervallen.

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Untersuchungen zur sensomotorischen Wahrnehmungsschulung von Menschen mit Behinderungen - Zur Optimierung der sportartspezifischen Leistung im Schwimmen
Laufzeit: 01.04.2005 bis 31.03.2006

Bei körperbehinderten Schwimmern kann die Wahrnehmung einer widerstandsgünstigen Wasserlage, demzufolge die Stabilisierung des Körpers im Wasser, durch ihre funktionelle Beeinträchtigung erschwert sein. Mit einem gezielten Trainingsprogramm soll die Wahrnehmung von Wasserwiderständen geschult und der Athlet für die individuell günstigste Wasserlage sensibilisiert werden. Gelingt es dem Sportler, die aus dem passiven Wahrnehmungstraining erlangten Erkenntnisse in das aktive Schwimmen zu übertragen, könnte die schwimmsportliche Leistung positiv beeinflusst werden.
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Konzeption und Durchführung eines "Wahrnehmungstrainings" mit unterschiedlichen Methoden ("Portables Schwimmspezifisches Test- und Trainingsgerät (PSTT)" nach Schega et al. (2002) vs. Strömungskanal).

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Pilotstudie zur Höhenanpassung von Herzkranken - Vergleichende Ergometrie auf 1400 und 2400 Metern Höhe
Laufzeit: 01.04.2005 bis 31.10.2005

Ziele der Studie: Im Rahmen einer organisierten Urlaubsreise für KHK-Patienten (Leukerbad in der Schweiz) steht im Mittelpunkt des Interesses die Bewertung der Beanspruchung unter Einfluss von Höhenbedingungen. Das Beanspruchungsverhalten wird mittels Fahrradergometrie und subjektivem Befinden in 1400 m Höhe und in 2400 m Höhe bestimmt.

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Letzte Änderung: 08.06.2023 - Ansprechpartner: Webmaster