Laufende Forschungsprojekte

Innovative Untersuchungsmethode für Rückenschmerzen – Infrarot-Thermografie im Fokus

Im Rahmen seiner Promotion beschäftigt sich Lukas Verderber mit der Untersuchung der motorischen Leistungsfähigkeit, funktionellen Einschränkungen und thermoregulatorischen Reaktionen bei Erwachsenen mit unspezifischem lumbalem Rückenschmerz.

Das Krankheitsbild nimmt in der Bevölkerung deutlich zu und verursacht nicht nur individuelle Beschwerden, sondern auch steigende Krankheitsausfälle und Gesundheitskosten. Bisherige Diagnosemethoden, wie Fragebögen oder bildgebende Verfahren, wie z.B. Röntgen oder Computertomographie, stoßen dabei an ihre Grenzen.

Eine vielversprechende Alternative bietet die Infrarot-Thermografie: ein berührungsloses, transportables und strahlungsfreies Verfahren zur Messung der Hauttemperatur. Daher ist es das Ziel, das Potenzial dieser Methode in Kombination mit biomechanischen und subjektiven Verfahren zur Beurteilung des Rückenschmerzes zu evaluieren.

Hierzu wurden in einem ersten Schritt Infrarotaufnahmen von Personen mit und ohne Rückenschmerzen aufgenommen, insbesondere im Zusammenhang mit einer alltagsnahen Hebe- und Absenkaufgabe. Anschließend sollen die Messdaten vor und nach der Belastung Aufschluss darüber geben, ob sich relevante Unterschiede in den Parametern zwischen den Gruppen feststellen lassen.

Diese umfassende Analyse soll dazu beitragen, unspezifische, lumbale Rückenschmerzen objektiver, strahlungsfrei sowie praxisnah zu untersuchen und bei potenziellen Maßnahmen diese adäquat überwachen zu können.

Das Forschungsprojekt wird finanziert aus Mitteln des Freistaats Sachsen sowie des Europäischen Sozialfonds (ESF).

Frühzeitige Interventionsmaßnahmen bei kognitiven Alterseinschränkungen – FIKA

Der Start ins Jahr 2025 war für unser Team besonders aufregend. Unser Teammitglied Jesus Escalona setzt sein Promotionsprojekt fort: Seit dem 13. Januar 2025 nehmen Personen über 65 Jahre an einem Trainingsprogramm teil, bei dem sie zweimal pro Woche für jeweils eine Stunde über einen Zeitraum von zwölf Wochen in unsere Universitätsräumlichkeiten kommen.

In diesen Einheiten liegt der Schwerpunkt auf der Verbesserung der posturalen Kontrolle (Gleichgewicht) sowie der Fähigkeit zur gleichzeitigen Ausführung von zwei Aufgaben (Dual Tasking). Das Besondere an dieser Intervention ist die Kombination von körperlichen und kognitiven Aufgaben, was sich als sehr vielversprechende und alltagstaugliche Methode erweist. Gerade im täglichen Leben führen wir häufig gleichzeitig eine körperliche und eine kognitive Tätigkeit aus, etwa wenn wir uns unterhalten, während wir gehen.

Um die Wirkung dieses Trainings zu untersuchen, ermittelten wir zunächst das Ausgangsniveau der Teilnehmenden. Gegen Ende des vergangenen Jahres besuchten alle Teilnehmer*innen unser Labor, wo wir ihre posturale Kontrolle, verschiedene kognitive Fähigkeiten (z. B. Gedächtnis und Aufmerksamkeit), die Gehirnaktivität sowie die allgemeine Mobilität (z. B. die Gehgeschwindigkeit) evaluierten. Diese Messungen werden am Ende der Intervention entsprechend erneut durchgeführt, um die Veränderungen zu analysieren.

Die Intervention der ersten Gruppe nähert sich nun ihrem Abschluss, und wir sind sehr gespannt auf die endgültigen Ergebnisse, um herauszufinden, welche Veränderungen sich ergeben haben. Obwohl die finalen Ergebnisse noch ausstehen, freut es uns sehr, die Begeisterung und die Freude zu sehen, mit der die Teilnehmenden an unserem Programm teilnehmen. Unser Ziel ist es zudem, dass sie die erlernten Übungen auch nach Ende des Programms weiter fortführen, da sie leicht umsetzbar sind und weder spezielle Geräte noch ein Fitnessstudio erfordern.

Menstruationszyklus und Infrarotthermografie bei Fußballspielerinnen

In Kooperation mit der Frauenmannschaft des Chemnitzer FC untersuchen wir in dieser Studie, inwiefern der Menstruationszyklus die Hautoberflächentemperatur sowie die Maximalkraft der unteren Extremitäten beeinflusst. Ziel ist es, den Einfluss des Menstruationszyklus und dessen hormonelle Schwankungen zu verschiedenen Zyklusphasen abzubilden. Zudem wird der Einfluss des Fitnessniveaus analysiert, indem die Messwerte aktiver Fußballspielerinnen mit denen einer sedentären Kontrollgruppe verglichen werden.

Zur Quantifizierung der Oberflächenhauttemperaturen wird die Infrarotthermografie verwendet: Eine Methode, welche zunehmend an Bedeutung im Bereich der Verletzungsprävention und der Darstellungen von Überlastungen gewinnt. Diese nutzt als nicht-invasive Messmethode die abgegebene Wärmestrahlung des Körpers, um Temperaturverteilungen darzustellen und kann wertvolle diagnostische Informationen über Gewebeläsionen liefern. Eine Analyse der Maximalkraft findet durch eine am Institut eigens entwickelte Kraftmesszelle statt. Die Phase des Menstruationszyklus zu den Messtagen wird durch Nutzung einer Zyklus-App sowie durch weitere Fragebögen erfasst.

Neben dem bereits bekanntem thermischen Einfluss des Menstruationszyklus auf die basale Körpertemperatur, ist die Untersuchung der Oberflächentemperatur von Bedeutung für den sportwissenschaftlichen Kontext. Durch die laufende Studie soll geklärt werden, ob die Infrarotthermografie auch bei weiblichen Athletinnen angewendet werden kann, um Verletzungen und Überlastungen zu quantifizieren. Diese Studie leistet einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis der weiblichen Physiologie. Die ersten Ergebnisse der Studie werden im Rahmen des Kongresses der „International Society of Biomechanics (ISB)“ 2025 in Stockholm präsentiert.

Gedächtnisleistung, Lernfähigkeit und sportliche Aktivität

Im Rahmen des Promotionsprojektes „SachsLernenAktiv“ läuft derzeit eine aktuelle Studie unserer Promotionsstudentin Melanie Strohbach zur Erfassung der Lernfähigkeit durch sportliche Aktivität bei verschiedenen Altersklassen.

Innerhalb des Forschungsprojektes soll untersucht werden, inwieweit eine Sporteinheit bei einer moderaten bis intensiven Intensität Einfluss auf die Gedächtnisleistung und Lernfähigkeit nimmt. Dabei werden sowohl Kinder und Studierende als auch Ältere untersucht.

Die ersten Messungen fanden bereits im April 2025 statt. Für die Durchführung wurden ältere Probanden (ab 64 Jahre) nach einem theoretischen Vortrag in zwei Gruppen eingeteilt, wobei die Interventionsgruppe direkt nach dem Vortrag eine 60-minütige Sporteinheit absolviert. Mit Hilfe von Wissenstests wurde die Gedächtnisleistung bestimmt und an drei Messtagen verglichen. Zudem konnten mittels Speichelprobe Biomarker (Cortisol und Speichel- α-Amylase) erfasst werden, welche indirekt Hinweise auf die Lernleistung sowie das Stresslevel geben.

Förderprojekt Neurofunktioneller Anzug-STS: „SmartTextStim“

BMBF-Fördermaßnahme zu Interaktiven Technologien für Gesundheit und Lebensqualität im Rahmen des Förderschwerpunktes „KMU-innovativ: Interaktive Technologien für Gesundheit und Lebensqualität (Stichtag: April 2024)“

Motivation

Menschen, deren Motorik und Balance beispielsweise durch spastische Lähmungen beeinträchtigt sind, leiden oftmals unter verminderter Mobilität und Lebensqualität. Fortschrittliche Textilien wie neurofunktionelle Anzüge mit integrierter Sensorik und Elektrostimulation ermöglichen neue Therapieansätze für Betroffene.

Ziele und Vorgehen

Das Team des Projekts Neurofunktioneller Anzug-STS: „SmartTextStim“ entwickelt daher einen neurofunktionellen Anzug, der Patientinnen und Patienten mit motorischen Einschränkungen unterstützt. Er besteht aus einem Textil, das mithilfe integrierter Sensorik spastische Anfälle wie Muskelverkrampfungen erkennt. Der Anzug kann zudem automatisch Gegenmaßnahmen in Form von elektrischen Impulsen auslösen, die nicht nur den akuten Krampf abmildern, sondern gleichzeitig die Muskelsteuerung verbessern und weiteren Krämpfen vorbeugen. Durch eine Bündelung ihrer Kompetenzen in den Bereichen Textiltechnologie, Medizintechnik und Informatik schaffen die Forschenden ein leicht anwendbares und alltagstaugliches Produkt. In Kooperation mit medizinischen Partnerinnen und Partnern werden sie zudem in mehreren Testphasen Wirksamkeit und Sicherheit des Anzugs evaluieren und optimieren.

Neurofunktioneller Anzug erkennt und verhindert Muskelverkrampfungen (Quelle: NOON GmbH 2024).

Innovationen und Perspektiven

Der neurofunktionelle Anzug bildet eine vielversprechende Grundlage für neue Therapieansätze und ließe sich künftig für Betroffene mit ähnlichen Symptomen adaptieren. Er trägt zu einer Verbesserung der Gesundheitsversorgung bei und fördert die soziale Teilhabe der Patientinnen und Patienten.