Integratie van aansturing en terugkoppeling in een bovenbeen prothese

In het dagelijks leven van een bovenbeenamputatie patient (BBAP) is struikelen
of vallen niet ongewoon, met name door het gebrek aan controle over de prothese
en informatie van de prothese. Propriocepcis en aansturing door het lichaam
zijn essentieel voor alle activiteiten in het dagelijks leven, maar dat is
precies wat BBAP's missen in hun prothesebeen. Het ultieme doel in deze studie
is dan ook om BBAP weer gevoel en controle terug te geven over hun prothese.

Er zijn meerdere doelen bij dit onderzoek. Ten eerste willen we een manier
vinden om de prothese met ElectroMyoGraphy (EMG) van de nog in de stomp
aanwezig zijnde spieren aan te sturen. Ten tweede willen we kijken hoe we BBAP
informatie teruggeven over de "staat" van hun prothese d.m.v. terugkoppeling.
Als laatste worden de twee systemen dan gekoppeld.

De studie bestaat uit een aantal experimenten die zowel op gezonde
proefpersonen (studenten) worden uitgevoerd als op BBAP. Deze laatse zullen
vooral de voorafgaande methodes testen. Eerst willen we kijken of we EMG
patronen (gerelateerd aan een activiteit) kunnen bepalen voor de aansturing van
de prothese. Ten tweede willen we een optimale manier vinden om de BBAP weer
gevoel terug te geven van de (positie) van de prothese (terugkoppeling). Dit
willen we doen d.m.v. vibrotactiele of electrotactiele stimulatie. Uiteindelijk
willen we dan de beide systemen koppelen en de terugkoppeling en aansturing
testen met BBAP.

Voor de EMG experimenten krijgen de proefpersonen EMG electrodes opgeplakt en wordt ze gevraagd enkele dagelijkse activiteiten uit te voeren. Voor de terugkoppelingsexperimenten krijgen de proefpersonen te maken met vibrotactiele en/of elektrotactiele stimulatie van de huid. Sommige gezonde proefpersonen zullen daarnaast nog gevraagd worden om met een prothese-simulator te lopen, hiermee kunnen ze op een prothese knie lopen. De BBAP gebruiken hierbij hun eigen prothese of evt. een aanstuurbare knie waar dat nodig is. Voor de uiteindelijke gecombineerde experimenten van aansturing en terugkoppeling zullen de proefpersonen (BBAP) zowel EMG electrodes als stimulatoren (dan wel elektrotactiel,dan wel vibrotactiel) opgeplakt krijgen.

Voor de gezonde proefpersonen in de EMG experimenten zal de belasting vooral
liggen in de tijd die ze kwijt zijn voor het uitvoeren van de experimenten en
de voorbereidingen. Voor de terugkoppelingsexperimenten ligt de belasting
vooral in het aanbrengen van de electrodes / vibratoren en de tijd benodigd
voor het experiment. Het bepalen van de gevoels- en pijndrempel zou ook enig
ongemak met zich mee kunnen brengen, maar dit is slechts van korte duur.
Diegenen die met een prothese-simulator moeten leren lopen zullen hier vooral
aan moeten wennen, maar worden beveiligd met een harnas zodat ze niet kunnen
vallen.
Voor de BBAP geldt eigenlijk hetzelfde, zij hoeven alleen niet met een
prothese-simulator te lopen, zij behouden hun eigen prothese. In het geval dat
ze moeten leren lopen met een andere prothese knie krijgen zij wel training en
ondersteuning waar nodig. Voor de terugkoppelingsexperimenten geldt dat ze
wellicht minder belast worden, doordat de methode al enigszins ontwikkeld is.
Een andere groep dan BBAP gebruiken voor dit onderzoek is helaas niet mogelijk,
maar we proberen wel zoveel mogelijk gezonde personen te gebruiken om de groep
patienten te ontlasten.