A világon egyedülálló módon dolgozott együtt két műegyetemi tanszék a BME mozgáslaboratóriumának nemzetközi hitelesítésén, amellyel egy kétéves álom vált valóra.

„A tudománytörténetben soha nem volt még példa arra, hogy egy biomechanikai mozgáslabort geodéziai mérésekkel hitelesítsenek ahhoz, hogy megfeleljen a nemzetközi szabványnak. Két műegyetemi kar tanszékeinek páratlan összefogása révén az új kutatóegység mára olyan előírásokat teljesít, amelyek révén lehetővé válik a tervezett vizsgálatok közvetlen klinikai, orvosi diagnosztikai hasznosítása és robotmozgások rögzítése” – foglalta össze az elmúlt időszak jelentős tudományos eredményét Kiss Rita, a BME Gépészmérnöki Kar (GPK) Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika (MOGI) Tanszék egyetemi tanára, a Biomechanikai Kooperációs Kutatóközpont igazgatója.

Az Építőmérnöki Kar (ÉMK) Általános- és Felsőgeodézia Tanszéke, valamint a GPK MOGI két kutatója – Tuchband Tamás adjunktus és Nagymáté Gergely tanszéki mérnök – több mint egy évig dolgoztak a laboratórium nemzetközi tanúsítványának megszerzéséért: „két évvel ezelőtt a mozgáslaboratórium megalapításakor azt a célt tűztük ki, hogy különböző egészségügyi vonatkozású vizsgálatoknak kiemelkedő szerepet szánunk, mivel jelentőségük egyre nagyobb az egyes betegségek, elváltozások és sérülések hatásának, valamint a rehabilitáció hatékonyságának elemzésében. Ehhez elengedhetetlen volt a mérőrendszerünk hitelesítése” – ecsetelte Kiss Rita. Hozzáfűzte, hogy a fényvisszaverő markerek térbeli helyzetét két mérési eljárással – a mozgásvizsgálathoz használt OptiTrack rendszerrel és geodéziamérésekkel – határozták meg, így milliméter pontossággal meg tudták állapítani az eltéréseket, miközben a folyamatosan jelentkező hibákat is felderítették. A szabványosítás újszerű módszerét a Journal of Biomechanics nevű rangos nemzetközi szaklap által közölt publikációban foglalták össze.

A mozgáslaborban sokféle mérés elvégzésére nyílik lehetőség, így pl. az egyensúllyal összefüggésben. Ennek egyik típusa, amikor a vizsgált személy esetében egy, illetve két lábon, csukott és nyitott szemmel történő állás közben a talpnyomás eloszlásából számított nyomásközéppont helyzetét elemezik a kutatók, amelyből számos paraméterrel, úgy mint a távolsággal, az idővel vagy a frekvenciával kapcsolatos változók számíthatók ki. A munkával jórészt Nagymáté Gergely foglalkozott. A fiatal kutató azt vette górcső alá, hogy a szakirodalomban fellelhető jellemzők, adatok közül, melyek a független tényezők. Mindehhez alkalmazott statisztikai módszereket használt Orlovits Zsanettel, a Gazdaság- és Társadalomtudományi Kar (GTK) Közgazdaságtan Tanszék egyetemi docensének segítségével. Következtetéseikről a Plos One nevű tudományos folyóirat számolt be. „E kísérletekre alapozva egy állásstabilitás közbeni ortopédiai, neurológiai elváltozások elemzésére is alkalmas mérési módszert alakítottunk ki, amelyet immáron az egészségügyben is hasznosíthatnak: utánajárhatnak, hogy a különféle mozgásszervi megbetegedések miképpen befolyásolják az állás közbeni egyensúlyozó képességet” – számolt be az eredményekről a kutatónő.

Szintén az elismert szaklapban jelent meg Petró Bálint doktorandusz beszámolója, aki kollégáival párhuzamosan a dinamikus egyensúlyozó képességet elemző módszereket térképezte föl.

„Fontos előrelépéseket értünk el a gyermekek gerincvizsgálatában is. Korábban főként radiológiai eljárásokkal, elsősorban röntgennel igazolták a gerincferdülést, ám ez a lehetőség a radiológiai sugárzás miatt az orvosi protokoll szerint évente csak egyszer volt kérhető. Erre a problémára egy non-invazív (feltárás és műszeres beavatkozás nélküli) eljárást dolgoztunk ki” – osztotta meg Kiss Rita. A csigolyák helyzetét a mozgáselemző rendszerrel állapították meg, majd a gerinc vonalának megfigyelését és ebből a csontozat alakját meghatározó mértani szögek kiszámítására szolgáló eljárást Jáger Bence, az ÉMK Hidak és Szerkezetek Tanszéke PhD-hallgatója Takács Máriával, a szolnoki MÁV Kórház ortopéd-traumatológus szakorvosával közösen végezte. A két módszer összehasonlítása ismét statisztikai problémák sorát vetette fel, amelyek megoldására a kutatókkal közösen Orlovits Zsanett vállalkozott. A valós klinikai esetekre alapozott kutatásról a fiatal szakemberek publikációban adtak hírt.

Kiss Rita a közelmúlt eredményei mellett beszámolt a várható vizsgálatokról is. „A tanszék a Péterfy Sándor utcai Kórház-Rendelőintézet és Baleseti Központ orvosaival közösen ortopédiai betegek körében végezhető kutatásokat indít medenceövi sérülések és a combnyaktörés mozgásszervi következményeinek elemzésére. Egy olcsó mérési módszer (mérési eszköz és az adatokat feldolgozó programcsalád) megalkotása a cél, a járás kinematikai (távolság, idő és szögjellegű információk) és kinetikai paramétereinek meghatározására. A MOGI szakembereivel: Molnár József mesteroktatóval és Tamás Péter egyetemi docens vezetésével pedig új típusú, ún. intelligens futószalag kifejlesztésén is dolgoznak, amelynek sebessége a futó mozgásigényéhez alkalmazkodik. Górcső alá veszik a combnyaktörés és a medencetörések kezelésekor alkalmazott műtéti eljárások hatását a járás- és járásszabályossági paraméterek alapján, különös tekintettel a csípőízület mozgásának elemzésére. A következő lépésben a hirtelen történő irányváltoztatások utáni egyensúlyozó képességet is vizsgálják, az eddigi méréseket a medence és a fej mozgásának elemzésével kiegészítve.

A Testnevelési Egyetemmel és a szolnoki MÁV Kórházzal együttműködve nyomon követik még például egy kosárlabda csapat edzéstervét, elsősorban azt, hogy a tréning hatására hogyan változik a játékosok mozgása, mennyire fejlődnek az izomcsoportok és mire érdemes odafigyelni ez erőnléti gyakorlás megtervezésénél. „Azt már megállapítottuk, hogy bár a játékosokra időként nagy teher hárul a tréningeken, ennek ellenére gyenge a hát- és a hasizmuk, így ezen izomcsoportok megdolgoztatására érdemes több időt és nagyobb figyelmet szentelni” – árulta el a Kiss Rita. Megtudtuk tőle, hogy a humán vizsgálatok mellett állatokat is bevonnak a kísérletekbe, ideális (adott fajta testi adottságaihoz illeszkedő) kutyahámok tervezéséhez.

Kiss Rita elmondta: a hallgatók is lehetőséget kaptak a tudományos munkában való részvételre. Önálló laboratóriumi téma keretében egyebek mellett vizsgálták a vitorlázók mozgását, kiterjesztett valóságon alapuló rendszereket elemeztek, továbbá emelkedő sebesség mellett tanulmányozták a futók teljesítményét. „Egy olyan kutatói műhely megteremtése volt a célunk, amellyel inspirálhatjuk a fiatalokat a technológiai újdonságok iránti érdeklődésre és új mérnöki vívmányok megalkotására. Bízunk abban, hogy e műhely révén a leendő mérnökök megismerhetik a tudományos életpályában rejlő lehetőségeket és akadnak majd közülük szép számmal olyanok, akiket a kutatói szakma magával ragad” – summázta a professzor.

A mozgáslaborban zajló hallgatói kutatási projektektől további információ ezen a weboldalon található.

TZS-GI

Fotó: Philip János, MOGI MotionLab