Onderzoeksprojecten

Locomotie

  1. Neuromechanica van wandelen met een aangedreven onderbeen exoskelet (Wearable Assistive Lower Leg eXoskeleton, WALL-X)
  2. Motorische hertraining op basis van realtime audiofeedback:  inzichten in impactverlagende loopstrategieën
  3. Intitiële voet raakpatronen tijdens lopen: relatie met snelheid en impactintensiteit
  4. Primaire preventie van musculoskeletale sportletsels in de lessen lcihamelijke opvoeding tijdens de lerarenopleiding en bij studenten
  5. Motorische hertraining op basis van realtime audiofeedback: impactverlagende loopstrategieën doorgronden
  6. Neuromechanica van gangtransities
  7. Voet-grond interactie
  8. Neuromechanica van het springen

     

    Topsportspecifieke bewegingsanalyse

     

    Motorische Controle en Leren

    1. Motorische competentie bij Vlaamse kinderen vanaf 3 jaar
    2. Planning en controle in kinderen met Developmental Coordination disorder (DCD)
    3. Het obese brein: de relatie tussen motoriek , neurocognitief functioneren en hersenverbindingen bij kinderen met obesitas

       

      Locomotie

      Neuromechanica van wandelen met een aangedreven onderbeen exoskelet (Wearable Assistive Lower Leg eXoskeleton, WALL-X)

      dr. Pieter Fiers, dr. Samuel Galle, dr. Bihiyga Salhi, Prof. dr. Wim Derave, Prof. dr. Patrick Calders, Prof. dr. Eric Derom, Prof. dr. Dirk De Clercq (PI)
      in collaboration with Prof. dr. Philippe Malcolm (University of Nebraska – Omaha)

       

      WALL-X is een niet-mobiel, pneumatisch aangedreven enkel-voet exoskelet dat parallel aan de kuitspieren een kracht uitoefent.  Wanneer het krachtprofiel zorgvuldig wordt gekozen, wordt het wandelpatroon ondersteund.
      Dit exoskelet was het allereerste exoskelet dat erin slaagde om het energieverbruik van wandelen effectief te doen dalen (ongeveer 6% reductie).  Ondertussen slaagden meerdere labo’s hierin.  Een optimalisatie van het krachtprofiel reduceerde het energieverbruik bovendien met een bijkomende 6% waardoor WALL-X ook vandaag tot de beste exoskeletten ter wereld behoort.
      Naast een vermindering van het energieverbruik toonden we ook aan dat personen die WALL-X aan hebben langer kunnen wandelen en meer gewicht kunnen dragen.  Voor zover wij weten is deze studie nog steeds de enige die een relevante toename in geassisteerde maximale prestatie aantoonde.
      WALL-X kan echter ook assistentie verlenen in andere populaties dan enkel in gezonde volwassenen.  Zo toonden we reeds aan dat WALL-X wandelen kan assisteren bij ouderen en focussen we ons nu op populaties met inspanningsbeperking.


      Sleutelpublicaties:
      Malcolm P, Derave W, Galle S, De Clercq D (2013)  A simple exoskeleton that assists plantarflexion can reduce the metabolic cost of human walking.
      Galle S, Malcolm P, Derave W, De Clercq D (2014)  Enhancing performance during inclined loaded walking with a powered ankle-foot exoskeleton.
      Galle S, Malcolm P, Collins SH, De Clercq D (2017)  Reducing the metabolic cost of walking with an ankle exoskeleton:  interaction between actuation timing and power.
      Galle S, Derave W, Bossuyt F, Calders P, Malcolm P, De Clercq D (2017)  Exoskeleton plantarflexion assistance for elderly.

       

      Motorische hertraining op basis van realtime audiofeedback:  inzichten in impactverlagende loopstrategieën

      Pieter Van den Berghe, Rud Derie, Joren Six, dr. Pieter Fiers, dr. Bastiaan Breine, Prof. dr. Marc Leman, Prof. dr. Dirk De Clercq

       

      Lopen is een populaire vorm van fysieke activiteit hoewel vele lopers overbelastingskwetsuren ondergaan wanneer de belasting groter is dan de belastbaarheid (bv. botblessures). Epidemiologisch onderzoek identificeerde impactbelasting als een risicofactor.  Een draagbaar toestel dat de impactschok registreert en vervolgens omzet naar auditieve feedback werd ontwikkeld. Dergelijke realtime impactsonificatie zou de grootte van de herhaaldelijk inwerkende impacten binnen een risicolopende groep kunnen inperken tot een aanvaardbaar niveau.  Een groep getrainde lopers met hoge impactintensiteit zal een loophertrainingsprogramma ondergaan om hun loopstijl te wijzigen (gerandomiseerd onderzoek met controlegroep).  Waar de meeste onderzoeken instructies betreffende de loopstijl en impactintensiteit geven, bieden wij de loper uitsluitend realtime auditieve biofeedback op basis van de impactschok tijdens overgrondse loopsessies.  Een biomechanische analyse (3D kinematica-kinetica, tibiale piekversnelling), de evaluatie van loopeconomie en de bepaling van de kracht van spieren rondom het enkelgewricht zullen inzicht bieden in mogelijke strategieën om impact te verminderen.
      top

       

      Initiële voet raakpatronen tijdens lopen: relatie met snelheid en impactintensiteit

      Bastiaan Breine, dr. Philippe Malcolm, dr. Pieter FiersProf. dr. Dirk De Clercq

      Tijdens lopen kan de voet de grond op verschillende manieren raken, zogenaamde initiële voet raakpatronen (IFCP).  Er zijn drie verschillende IFCP mogelijk:  een achtervoet raakpatroon (IRFC), een middenvoet raakpatroon (IMFC) of een voorvoet raakpatroon (IFFC). In dit project wordt de relatie tussen IFCP, loopsnelheid en impactintensiteit bestudeerd.

      Voor dit onderzoek registreerden we de grondreactiekrachten, de plantaire drukken en de kinematiek van de onderste ledematen bij 60 afstandslopers terwijl zij op een loopweg liepen aan snelheden tussen de 3.2 en 6.2 m.s-1. De verdeling van de IFCPs werd per snelheid bepaald door middel van een aangepaste strike index die gebruik maakt van hoog frequente (500 Hz) plantaire drukmetingen. Naast deze bepaling van de verdeling van de IFCPs werd ook de relatie tussen de loopkinematiek en de impactintensiteit bestudeerd.  Dit met een focus op de invloed van IFCP.
      Bastiaan Fig 1 & 2

       Doctoraat met succes verdedigd door Bastiaan Breine op 13/11/2015. 

       

      Relevante publicaties:

      • Breine B, Malcolm P, Frederick EC, De Clercq D. Relationship between Running Speed and Initial Foot Contact Patterns. Med Sci Sports Exerc. 2014;46(8):1595-603.
      • Breine B, Malcolm P, Frederick EC, De Clercq D. Initial foot contact patterns during steady state shod running. Footwear Science. 2013; 5(suppl. 1), p.S81-S82.
      • Breine B, Malcolm P, Van Caekenberghe I, Fiers P, De Clercq D. Kinematic differences between (a)typical initial rearfoot and midfoot contact patterns. Footwear Science. 2015; 7(S1),p.S102-S103.
      • Malcolm P, Breine B, Frederick EC, Cheung J, De Clercq D. Correlations between strike index and 5,000 and 10,000 m performance in male runners. Footwear Science. 2013; 5(suppl. 1), p.S100-S101.

       

      Primaire preventie van musculoskeletale sportletsels in de lessen lichamelijke opvoeding, tijdens de lerarenopleiding en bij studenten


      Lennert Goossens, Sien Vercruysse, Prof. dr. Leen Haerens, Prof. dr. Greet Cardon, Prof. dr. Dirk De Clercq

      De MUSCULOW onderzoekslijn bestrijkt een breed gamma aan onderzoeksdesigns;

      • in kaart brengen van de epidemiologie, etiologie en mechanismen van sportletsels
      • ontwikkeling en effectevaluatie van sportletsel preventie programma’s
      • grootschalige implementatie en evaluatie van de haalbaarheid van deze programma’s

      Deze onderzoeksgroep werkt rond primaire sportletselpreventie, i.e. het opstellen van richtlijnen voor het voorkomen van sportletsels nog vooraleer de eerste tekenen van een letsel optreden. De focus in ons primair letsel preventie programma, genaamd  “No Gain With Pain”, ligt op actieve preventiestrategieën.  Dit zijn strategieën die het lichaam van de sporter sterker maken om zo te kunnen voldoen aan de hoge eisen die de sportbeoefening stelt. Belangrijke aandacht gaat ook steeds uit naar een gedragsmatige aanpak van letselpreventie, waarbij via de basisconcepten van de zelfdeterminatietheorie getracht wordt om de sporter autonoom te motiveren om sportletselpreventief gedrag te stellen. De combinatie van actieve preventiestrategieën en van een gedragsmatige aanpak, maken het werken via mediatoren voor het overbrengen van de principes van sportletselpreventie noodzakelijk. Wat betreft de mediatoren wordt voornamelijk gewerkt naar de leerkrachten lichamelijke opvoeding, sporttrainers en –lesgevers, maar ook sporttechnisch verantwoordelijken, ouders, etc. worden bij het proces betrokken.

      Doelpopulaties binnen de MUSCULOW onderzoekslijn zijn:

      • bachelor studenten uit de Lichamelijke Opvoeding
      • leerkrachten Lichamelijke Opvoeding

      Dit zijn “multisport” populaties die zich binnen de Lichamelijke Opvoeding situeren en als hefboom gezien worden voor het bereiken van een brede sportende populatie (zowel multisport als sportspecifiek). Voor de epidemiologie, etiologie en programmaontwikkeling wordt steeds in overleg getreden met de vakgroep Revalidatiewetenschappen en Kinesitherapie. Voor de eigenlijke implementatie van de programma’s worden alle beschikbare actoren van de doelpopulatie geconsulteerd. Actuele methodes voor sportletselregistratie worden aangewend alsook methodes voor biomechanische analyse van functionele bewegingstaken.

      Belangrijkste resultaten tot op heden zijn

        • Doctoraatsonderzoek Lennert Goossens

          - De reductie van sportletsels bij academische bachelor studenten Lichamelijke Opvoeding (Goossens L et al. (2015) A multifactorial injury prevention intervention reduces injury incidence in Physical Education Teacher Education students. EJSS; accepted 1st of February 2015)
          - De implementatie en het aantonen van de haalbaarheid van het programma bij bachelor opleidingen Lichamelijke Opvoeding in Vlaanderen (Goossens L et al. (2015) A multifactorial injury prevention program in physical education teacher education students: Process evaluation using RE-AIM.)

          Preventie sportletsel 1

        Doctoraat met succes verdedigd door Lennert Goossens op 23 november 2015. Link naar PhD: http://hdl.handle.net/1854/LU-6993882

          • Doctoraatsonderzoek Sien Vercruysse (bursaal op WP 9 van het Steunpunt Sport 2013-2015):
            - De optimalisatie van de letselpreventieve interventie bij leerkrachten Lichamelijke Opvoeding (Vercruysse S et al. (2015) Development and optimization of an injury prevention intervention for physical education teachers. Physical Education and Sport Pedagogy)
            - De reductie van sportletsels bij leerkrachten Lichamelijke Opvoeding in het secundair onderwijs (Vercruysse S et al. (2016) Effects of a multifactorial injury prevention intervention in Physical Education teachers: a randomized controlled trial.)
            - De transfer van sportletselpreventie door de leerkracht Lichamelijke Opvoeding naar de leerlingen in de lessen Lichamelijke Opvoeding (Vercruysse S et al.(2016))

            Preventie sportletsel 2

            De bekomen resultaten zijn relevant om op een haalbare manier aan sportletselpreventie te doen bij bachelor studenten en leerkrachten Lichamelijke Opvoeding. Daarenboven heeft het ontwikkelde programma ook in hoge mate transfermogelijkheden naar de bredere sportpopulatie, en dit zowel sportspecifiek als multisport.

             

            Neuromechanica van gangtransities

            dr. Ine Van Caekenberghe, dr. Veerle Segers, dr. Pieter Fiers, Prof. dr. Peter Aerts, Prof. dr. Dirk De Clercq

            Onderzoek bij transities van wandelen naar lopen en van lopen naar wandelen, naar de interactie tussen het bewegingsverloop, de biomechanische systeemeigenschappen en de neuromotorische sturing. Accenten op spontane transities in ecologische context, studie van determinanten van de transitiesnelheid (lokale spieruithouding als perifere factor en visuele flow als centrale factor), mechanische modelering van het transitieproces

            Representatieve publicatie: Veerle Segers, Peter Aerts, Matthieu Lenoir and Dirk De Clercq, Dynamics of the body centre of mass during actual acceleration across transition speed. Journal of Experimental Biology 210, 578-585.

             

            Voet-grond interactie

            Prof. dr. Peter Aerts, dr. Ine Van Caekenberghe, dr. Veerle Segers, dr. Pieter Fiers, Prof. dr. M. Lenoir, Prof. dr. Dirk De Clercq

            De biomechanica van versnellende of vertragende locomotiepatronen.  Dit onderzoek betaat uit drie grote blokken:

            • het onderzoek naar determinanten en mechanismen van gangtransities die spontaan optreden bij het wijzigen van de snelheid,
            • het onderzoek naar plotse, snelle richtingsveranderingen tijdens zogenaamde cutting manoevers in de sport en ten slotte
            • het onderzoek naar neuromechanische interacties tussen het bewegend lichaam en de voet-schoen-ondergrond condities in typische "wedstrijd" omstandigheden.

            Representatieve publicatie: T.Willems, E. Witvrouw, A. De Cock and D. De Clercq. (2007) Gait related risk factors for exercise-related lower leg pain during shod running. Medicine and Science in Sports and Exercise 39(2):330-339.

             

            Neuromechanica van het springen

            Onderzoek naar de bewegingscoördinatie bij maximaal en submaximaal springen.

            Representatieve publicatie: Vanrenterghem,J., Lees,A., Lenoir,M., Aerts,P., De Clercq,D. (2004) Performing the vertical jump : movement adaptations for submaximal jumping. Human Movement Sciences, 22 (6): 713-727.

             

            Topsportspecifieke Bewegingsanalyse

            Het labo bewegingsleer is onder meer gespecialiseerd in bewegingsanalyse in topsportsituaties.

            In 2007 en 2008 werden een 50-tal wedstrijdsprongen van Tia Hellebaut geanalyseerd in samenspraak met trainer Wim Van de Ven. Deze sportwetenschappelijke omkadering is een waardevol element om tot topprestaties te komen. Hellebaut veroverde olympisch goud in Beijing!

            Fotomontage Tia Hellebaut
            Fotomontage Tia Hellebaut

             

            Boek: Gusimbuka Urukiramende, Hoogspringen in Rwanda.

            Rwandese atleten sprongen 100 jaar geleden hoog genoeg voor een finaleplaats in huidige OS
            Voorstelling van de onderzoeksresultaten op 2 juli met bijdrage (of met reflecte) door o.m. Tia Hellebaut

            UGent-wetenschappers analyseerden historisch beeldmateriaal van Rwandese hoogspringers.
            De toppers onder deze Gusimbuka atleten zouden op hedendaagse Olympische Spelen kans maken op een medaille.


            Europeanen die in het begin van de 20ste eeuw uit Rwanda terugkwamen, vertelden over atleten die zeer hoog konden springen. Gusimbuka Urukiramende was er een zeer populaire sport die ook tijdens lokale ceremonieën werd beoefend. Dr. Ine Van Caekenberghe en prof. Dirk De Clercq van de vakgroep Bewegings- en Sportwetenschappen van de UGent voerden biomechanische en bewegingsanalyses uit op historische foto’s  en filmpjes van de sprongen. Hun diepgaand onderzoek over dit fenomeen biedt uitdagende mogelijkheden voor de toekomst.
            De resultaten van hun onderzoek zijn, samen met een historisch-etnografische benadering van de sport, opgenomen in het boek Gusimbuka Urukiramende, dat op 2 juli 2015 werd voorgesteld door onder meer Tia Hellebaut. Prof. De Clercq analyseerde in het verleden ook haar sprongen, ter voorbereiding van haar deelname aan de Olympische Spelen.


            Photo showing Gusimbuka Urukiramende in the presence of King Mutara

            Photo showing Gusimbuka Urukiramende in the presence of King Mutara

             

            Motorische Controle en Leren

            Motorische competentie bij Vlaamse kinderen vanaf 3 jaar

            Prof. dr. Matthieu Lenoir, Dr. Frederik Deconinck, Drs. Farid Bardid, Drs. Mireille Mostaert, Drs. Rozilee Wazir Mohd Norjali Wazir

            Het is een vaststaand feit dat de huidige generatie kinderen en jongeren op fysiek vlak minder goed scoort dan enkele generaties geleden. Tegelijk is in het voorbije decennium ook een merkelijke achteruitgang van de motorische competentie vastgesteld. Motorische competentie is die eigenschap die ons toelaat onze acties op een efficiënte manier aan te sturen en aan te passen aan de omstandigheden, zowel bij dagdagelijkse vaardigheden als bij sportprestaties. De doelen van dit project is deze seculiere trend te documenteren en de factoren die een rol kunnen spelen in de ontwikkeling van motorische competentie te bestuderen (culturele verschillen, leeftijd, ervaring, geslacht, ouderlijke support, sportieve voorgeschiedenis etc.). Tenslotte word ook de effectiviteit van interventies  die streven naar een lange-termijn verbetering van de motorische competentie onderzocht, zoals bijvoorbeeld in het Multimove project.


            Representative publicaties:

            • Bardid, F., Rudd, J., Lenoir, M., Polman, R., & Barnett, L. (2015). Cross-cultural comparison of motor competence in children from Australia and Belgium. Frontiers in Psychology, 6, 964, doi 10.3389/fpsyg.2015.00964 (IF 2.560, 23/129, Q1).
            • Bardid, F., D’hondt, E., Descamps, S., Depooter, G., Verhoeven, L., Lenoir, M., & Deconinck, F. (2013). The effectiveness of a fundamental motor skill intervention in pre-schoolers with motor problems depends on gender but not environmental context. Research in Developmental Disabilities, 34, 15, 4571-4581 (IF 2.735, 1/37 Special Education).
            • Fransen, J., D’Hondt, E., Bourgois, J., Vaeyens, R., Philippaerts, R., & Lenoir, M. (2014) Motor competence assessment in children: Convergent and discriminant validity between the KTK and BOT-2 Short Form testing batteries. Research in Developmental Disabilities, 35, 6, 1375-1383 (IF 2.735, 1/37).

             

            Planning en controle in kinderen met Developmental Coordinaton Disorder (DCD)

            Dr. Frederik Deconinck, Prof. dr. Matthieu Lenoir

            Mensen met Developmental Coordination Disorder (DCD) of coördinatie-ontwikkelingsstoornis (ook wel dyspraxie) ervaren moeilijkheden bij het uitvoeren of aanleren van motorische vaardigheden, zoals schrijven, aankleden of sport, zonder dat hiervoor een gekende medische diagnose is (vb. cerebrale parese of musculaire dystrofie). Als sinds 2002 onderzoeken we in ons labo de link tussen perceptie en actie in deze populatie. Aanvankelijk lag de focus op de kinematica van fundamentele bewegingsvaardigheden (vangen, stappen, springen) en posturale controle. De laatste tijd richten we ons eerder op de rol van planning en controle tijdens fijn-motorische taken. Hiervoor bestuderen we oog-handoördinatie tijdens reik- en grijptaken, in combinatie met mentale simulatie van beweging (motor imagery), anticipatie (motion prediction) en executieve functies. Hiermee trachten we inzicht te verkrijgen in de onderliggende mechanismen van motorisch leren bij mensen met DCD, om uiteindelijk hun dagelijkse bewegingsmogelijkheden te verbeteren.

            Publicaties:

            • Deconinck, F., van Polanen, V., Savelsbergh, G., Bennett, S. (2011) The relative timing between eye and hand in rapid sequential pointing is affected by time pressure, but not by advance knowledge. Experimental brain research, 213, 99-109.
            • Deconinck, F., Smorenburg, A., Benham, A., Feltham, M., Ledebt, A., Savelsbergh, G. (2015) Reflections upon mirror therapy – a systematic review of the effect of mirror visual feedback on the brain. Neurorehabilitation and neural repair, 29(4): 349-361.
            • Deconinck, F., Savelsbergh, G., De Clercq, D., Lenoir, M. (2010) Balance problems during obstacle crossing in children with Developmental Coordination Disorder. Gait & Posture, 32, 327-331.

             

            Het obese brein: de relatie tussen motoriek, neurocognitief functioneren en hersenverbindingen bij kinderen met obesitas

            Drs. Mireille Augustijn, Prof. dr. Matthieu Lenoir, dr. Frederik Deconinck, Prof. dr. Karen Caeyenberghs, Prof. dr. Eva D’Hondt


            Recente inzichten gebaseerd op studies van ons labo indiceren dat de motorische problemen bij kinderen met obesitas niet volledig kunnen worden verklaard door het zwaardere lichaamsgewicht en een verschil in massaverdeling vergeleken met kinderen met een normaal gewicht. De bewegingsproblemen bij kinderen met obesitas zouden ook kunnen wijzen op andere mogelijke onderliggende mechanismen. Een recent onderzoek van ons labo toonde aan dat kinderen met obesitas ook problemen zouden hebben in het plannen en bijsturen van bewegingen in vergelijking met leeftijdgenoten met een normaal gewicht. Tot op heden werd deze mogelijkheid echter nog niet grondig onderzocht.
            Daarom is het eerste doel van dit project om de prevalentie en aard van perceptueel-motorische (dys-) functie te onderzoeken in een groep obese kinderen door het evalueren van prestaties op fundamentele aspecten van perceptueel-motorische controle. Verder zal geavanceerde beeldvorming gebruikt worden om structurele en functionele connectiviteit in kaart te brengen en te linken aan gedragsmaten. Het tweede doel van dit project is om het effect van gewichtsverlies op de gedragsmaten en hersen connectiviteit te onderzoeken. Tot slot hopen we met onze bevindingen een bijdragen te kunnen leveren tot het verbeteren van preventie en interventie studies voor kinderen met obesitas.


            Referenties:

            • Augustijn, M., Gentier, I., Deforche, B., Tanghe, A., De Bourdeaudhuij, I., Lenoir, M., & D’Hondt, E. (2013). A comparative study of performance in simple and choice reaction time tasks between obese and healthy-weight children. Research in developmental disabilities, 34(9), 2635-2641.
            • Gentier, I., D’Hondt, E., Shultz, S., Deforche, B., Augustijn, M., Hoorne, S., Verlaecke, K., De Bourdeaudhuij, I., Lenoir, M. (2013). Fine and gross motor skills differ between healthy-weight and obese children. Research in developmental disabilities, 34(11), 4043-4051.
            • Gentier, I., D'Hondt, E., Augustijn, M., Tanghe, A., De Bourdeaudhuij, I., Deforche, B., Lenoir, M. (2015). Multidisciplinary residential treatment can improve perceptual‐motor function in obese children. Acta Paediatrica, 104(6), e263-e270.