Gerincvelősérült emberek és éptestű résztvevők kerékpározó mozgásának vizsgálata funkcionális elektromos izomingerléshez megfelelő stimulációs mintázatok meghatározása érdekében

A kutatás elnevezése    

Gerincvelősérült emberek és éptestű résztvevők kerékpározó mozgásának vizsgálata funkcionális elektromos izomingerléshez megfelelő stimulációs mintázatok meghatározása érdekében

A kutatás futamideje    

folyamatos

A kutatás támogatója   

• MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont,
• Pázmány Péter Katolikus Egyetem,
• Pécsi Tudományegyetem
• Magyar Testnevelési Egyetem

A kutatás vezetője        

• Dr. Laczkó József
• Dr. Klauber András
• Dr. Cserháti Péter

Résztvevő kutatók az OORI-ból

Dr. Putz Miklós

Külső partnerek             

• MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, Budapest
• Testnevelési Egyetem, Budapest
• Pázmány Péter Katolikus Egyetem, Információ Technológiai és Bionikai Kar, Budapest
• Pécsi Tudományegyetem, Pécs
• Medizinische Universität Wien, ZentrumfürMedizinischePhysik und BiomedizinischeTechnik, Bécs, Ausztria,
• Ludwig-MaximiliansUiversitaet, München, Németország

A kutatás főbb célkitűzései        

A kutatás célja, hogy para- és tetraparetikus betegek funkcionális elektromos izomingerléssel szabályozott,ergométeren és triciklin végrehajtott pedálozó vágtagmozgását, valamint egészséges emberek végtagmozgásának sajátságait vizsgáljuk.

A kutatás főbb eredményei       

• A Gerincvelősérültek Rehabilitációs Osztályán, funkcionális elektromos izomingerléssel vezérelt kerékpározást végezhetnek a páciensek. Az elmúlt 10 évben több mint 50 parapleg páciens vett részt a kerékpározó „edzéseken” általában mindegyikük rendszeresen, heti 2 alkalommal, több hónapon át, van aki éveken keresztül.
• A résztvevők teljesítménye nyomon követhető, jegyzőkönyvben rögzített.
• Különböző stimulációs paraméterek és stimulációs minták hatása került összehasonlításra.
• Konkrét célok jelölhetőek ki, mely motivációt jelent 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 milyen különböző mesterségesen előállított izomaktivitási mintázatok hogyan befolyásolják a paciens 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 azidegrendszeri károsodás miatt mozgási funkcióik egy részét elvesztett emberek számára készülő mesterséges ideg-izom ingerlési minták kialakítását.

A kutatás eredményeiből született publikációk 

MravcsikM, Andras Kaluber, Jozsef Laczko (2017): FES drivencycling: increasedcrankresistanceinthecase of lowerlevel of injury – comparison of casestudies. IFESS 2017, 21stAnnual Meeting of the International FunctionalElectricalStimulation Society, Conferenceproceedings, p. 87., Rehabweek 2017, London. 

Mravcsik, KlauberA,LaczkoJ. (2016): FES drivenlowerlimbcyclingbyfour and eightchannelstimulations – a comparisonin a casestudy. 12th Vienna International Workshopon FES, 2016. szeptember 08-09, Bécs, Ausztria, ProceedingsBook 89-93. oldal, ISBN: 978-3-900928-12-4

Mravcsik M., Laczkó J. (2015): Funkcionális elektromos izomingerléssel létrehozott kerékpározás hatásai, különböző minták alkalmazása. Fiatal Sporttudósok III. Országos Konferenciája. Szombathely, Magyarország: 2015.12.04 -2015.12.05., Magyar Sprttudományi Szemle 16. évf. 64. szám, 50. oldal.

Mravcsik M, Klauber A, Laczko J. (2015): Power output of spinalcordinjuredindividualsduringfunctionalelectricalstimulationdrivenbicyclinglowerlimbmovement. Progressin Motor Control X. Conference, 2015.07.22-25. Budapest, Hungary, Program Book, p. 126., ISBN: 978-615-5187-07-0

Mravcsik M, Laczko J (2015): Variances of jointconfiguration and muscleactivitypatternsduringarmcyclingagainstexternalresistances. Program Number 609.06, 2015 Neuroscience Meeting Planner. Soc. forNeuroscience, Chicago IL, USA, Online

Mravcsik M., Klauber A., Laczkó J.(2015): Funkcionális elektromos izomingerléssel végzett edzés hatása a teljesítményre. XII. Országos Sporttudományi Kongresszus. 2015. 06. 04-06.. Eger, Magyar Sporttudományi Szemle 15. évf. 61. szám

Malik Sz, Mravcsik M, Botzheim L, Klauber A, Zentai N, Laczko J (2017): Number and strength of musclesynergiesinbimanualarmcyclingas a function of crankresistance. Progress in Motor Control XI. Conference, 2017.07.22-22. Miami USA.

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 CyclingLimbMovements: AspectsforRehabilitation. AdvancesinExperimentalMedicine and Biology V. 957 pp. 273-289.  doi: 10.1007/978-3-319-47313-0_15.

Zentai N, Mravcsik M, Botzheim L, Malik Sz, Laczko J. (2016), Kinematicstability of armcyclingbythedominant and nondominantarm. 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2016. augusztus 16-20., Orlando, FL, USA, Controlnumber: FrCT13.27.

Uto K, Katona K, Trajer E, Bosnyak E, Protzner A, Laczko, Toth M (2015), The effect of FES-assistedcyclingonthecardiopulmonarysystemsystem of CNS injuredindividuals Progress in Motor Control X. Conference, 2015.07.22-25. Budapest, Hungary, Program Book p 158., ISBN: 978-615-5187-07-0

Valy A, Laczko J, (2015) Timingcontrolincyclingagainstdifferentresistances. Progress in Motor Control X. Conference, 2015.07.22-25. Budapest, Hungary, Program Book p 160., ISBN: 978-615-5187-07-0

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. ActaPhysiologicaHungarica, Volume 101 (4), pp. 505–516.

Mravcsik M., Laczkó J. (2014): Muscleco-activationduringarmcyclingagainstalteringcrankresistances. 7th World Congress of Biomechanics, ControlNumber 3864,

Laczko J, Mravcsik M, Gyorffi Z. (2013): Controllingcyclicarmmovementswhilecyclingunderalteringexternalconditions. Program No. 651.13 2013 Neuroscience Meeting Planner. Soc. forNeuroscience

Katona P, Pilissy T, Laczko J. (2013): Speed and crankresistanceaffectscoactivation of kneemusclesduringcyclingmovements. San Juan, Puerto Rico, Society fortheneuralcontrol of movement, 23rdAnnual Meeting Abstracts. p.1.

Katona P, Laczko J.,Protzner A., Ramocsa G., Klauber A, Toth M. (2013): Terhelésesvizsgalateredményei gerincvelő sérült személy FES kerékparozo edzése során. Magyar Sporttudományi Szemle, 2013/2 XIV. évf.  54. Sz. pp 33-34.

Laczko J, Katona P. (2012): The effect of cyclingspeedoncontrol of kneeextensor and flexormusclesinbicycling. Program No. 886.08. 2012 Neuroscience Meeting Planner. New Orleans, LA: Soc. forNeuroscience, 2012. Online

Laczko J.  Katona P, Waszlavik E,Klauber A. (2012): Dependence of cycling performance ontrainingtime and stimulationfrequencyduring FES drivencycling. IFESS 2012, 17thAnnual Meeting – Intnl. FunctionalElectricalStimulation Society. pp. 448-451.

Katona P. Laczko J, (2012): Efficiencyduringcycling: theeffect of altered pedalingspeedonmuscleactivities. International ScientificConference Motor Control 2012, FromTheoriestoClinicalApplications, Book of AbstractsEd K. Slomka and G. Juras. p.37.

Laczkó J. and Katona P. (2012): Reportfromthe IX. Motor ControlSummerSchool (Tihany 2012 június 14-18.) InHungarian: Magyar Sporttudományi Szemle. 13.évf. 51.sz. pp.66-67.

Laczkó J (2011): Modeling of Human movements, Neuroprostheses. ClinicalNeuroscience/IdeggyogySzle. 64(7-8) pp. 162-167.

Laczko J, Tibold R. (2011): Variances of jointtorques and muscleactivitiesduringarmmovementswithloads. Program No. 810.19. Neuroscience Meeting, Washington, DC: Society forNeuroscience, 2011. Online.

Tibold R, Fazekas G, Laczko J (2011): Three-dimensionalmodeltopredictmuscleforces andtheirrelationtomotorvariancesinreachingarmmovements. Journal of AppliedBiomechanics, 27, pp. 362-374.

Laczkó J., Katona P., Klauber A. (2011): RehabilitációsEszközökBénultVégtagokFunkcionálisElektromosStimulációvalVégzettEedzéséhez; Magyar SporttudományiSzemle 2011/2, pp. 53-54.

Katona P., Klauber A., Laczkó J. (2011): GerincsérültekFunkcionálisElektromosStimulációsEdzésénekTapasztalatai; Magyar SporttudományiSzemle 2011/2, pp. 44-45.

Katona P, Laczko J (2011): Evaluation of maximalisometricmuscleforcesasfunction of lowerlimbconfiguration and crankangleduringcycling, ISB2011 Brussels, 2011. http://homepages.ulb.ac.be/~labo/ISB2011/ISB2011_ScientificProgram_files/1024.pdf

Katona P, Pilissy T, Fazekas G, Klauber A, Laczkó J. (2010): A non-invasivemethodfortheexamination of musclegeometrytotheexploration of thecontext of themuscleactivities and musclelengthchanges.BiomechanicaHungarica III. évfolyam, 1. szám, pp. 101-105.

Laczko J and Tibold R (2010): 3D analysistorevealmuscleactivitytiminginobjectreplacingarmmovements.  Proc of theEleventh International Symposiumonthe 3D Analysis of Human Movement, pp. 90-93

Laczko J, Pilissy T, Tibold R. (2009): Neuro-mechanicalModeling and Controlling of Human LimbMovements of SpinalCordInjuredPatients.  Proc. of the2nd Intnl. SymposiumonAppliedSciencesinBiomedical and Communication Technologies.ISBN 978-80-227-3216-1.On CD Isabel 2009, File number: 285283,

Laczko J, Tibold R., Fazekas G. (2009): Neuromuscularsynergyensureskinematicstabilityduring 3D reachingarmmovementswithload. Program No. 272.2 2009 Neuroscience Meeting. Chicago, IL: Soc. forNeuroscience, 2009. Online

Laczkó J.,Pilissy T.,Klauber A. (2008): Neuro-mechanicalfactorsincontrollingcyclingmovements of spinalcordinjuredpatientsthroughtfunctionalelectricalstimulation..Proc. of the 12th International ConferenceonCognitive and Neural Systems, Boston MA., p.104.

Pilissy T, Klauber A, Fazekas G, Laczkó J, Szécsi J. (2008): Improvingfunctionalelectricalstimulationdrivencyclingbypropersynchronization of themuscles. ClinicalNeuroscience/Ideggyogy Szle.61(5-6) pp. 162-167

Laczko J, Walton K, Watanabe H, Llinas R (2007): Modeling of limbmovementstocompute and transferstimulationtrainstospinalmotoneuronpools. In: 12th annualConference of theIntnl. FES Society. Philadelphia PA. Session 10.