Entwicklung und Evaluation eines Bewegungsmesssystems zur Analyse der physischen Aktivität

Autorin: Britta Weber

Hochschule: Sporthochschule Köln (Prof. Dr. Jens Kleinert), Promotionsarbeit, 2010

Kurzfassung: Die genaue Analyse des Aktivitätsverhaltens ist sehr bedeutsam für ein besseres Verständnis von Bewegung und Gesundheit am Arbeitsplatz sowie für die Entwicklung von effektiveren Programmen zur Aktivitätsförderung. Derzeit existiert jedoch kein allgemein anerkanntes Verfahren zur objektiven und differenzierten Aktivitätsanalyse. Daher wurde in der vorliegenden Arbeit das mobile CUELA1-Activity-System zur genauen Quantifizierung des Aktivitätsverhaltens entwickelt. Über den kombinierten Einsatz von Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensoren erfasst das Messsystem die Bewegungen des Rumpfes, der Beine und des Vorzugsarmes. Die miniaturisierten Sensoren werden mit elastischen und atmungsaktiven Bändern unter der Kleidung angebracht. Die Messdaten werden in einer tragbaren Speichereinheit aufgezeichnet und anschließend mit der zugehörigen Software ausgewertet. Die Software identifiziert automatisch Körperhaltungen und Tätigkeiten und bestimmt die Bewegungsintensität für einzelne Körperregionen sowie den gesamten Körper. Die Angaben zu Aktivitätsart und Bewegungsintensität sowie vorab erfasste Personendaten werden genutzt, um den Energieumsatz mithilfe eines Vorhersagemodells abzuschätzen. Zudem liefert die Software Statistiken zu Art, Intensität, Dauer und Frequenz von Aktivitäten.

Das o. g. Modell zur Energieumsatzbestimmung wurde stufenweise anhand von zwei Studien entwickelt. Anschließend wurde es in einer dritten Studie anhand einer unabhängigen Stichprobe validiert. Als Referenzmessung des Energieumsatzes kam jeweils mobile Spirometrie zum Einsatz. In einer vierten Studie wurde die automatische Aktivitätserkennung anhand simultaner Videoaufzeichnungen überprüft. Die Validierungsstudien zeigten, dass das entwickelte Messsystem sehr genau die ausgeübte Aktivität erkennt (Fehlerquote 1 %) und eine valide Abschätzung des Energieumsatzes liefert (mittlere Abweichung 2,2 %). Mit dem CUELA-Activity-System steht zukünftig ein Messsystem zur Verfügung, das sich für eine genaue Aktivitätsanalyse eignet. Das System liefert differenzierte Informationen zum Bewegungsverhalten von Personen.

1Computer-unterstützte Erfassung und Langzeit-Analyse von Belastungen des Muskel-Skelett-Systems

Volltext zum Download

Die Promotionsarbeit ist als
IFA-Report 2/2011 erschienen und kann heruntergeladen werden.

Kontakt

Prof. Dr. rer. nat. Rolf Ellegast

Stv. Institutsdirektor

Tel: 02241 231-2705/2706
Fax: 02241 231-2234