Ontwikkelen van een methode om lange termijn mechanische belasting van de schouder in het dagelijks leven te kunnen schatten.

Om de ontwikkeling van toekomstige kunstgewrichten te ondersteunen, die beter
zijn afgestemd op de mechanische belasting van de dagelijkse praktijk, is het
nodig een meetmethode te ontwikkelen die een dergelijk lange termijn
belastingprofiel van het schoudergewricht in dagelijkse omstandigheden kan
vaststellen. Deze gewrichtsbelasting, in termen van individuele spierbijdragen,
gewrichtsreactie krachten, ligament krachten e.d. kunnen geschat worden door
een invers dynamisch spier-skeletmodel, gebruikmakend van 3D kinematica en de
uitgeoefende kracht. Inertiele sensoren (Inertial Magnetic Measurement Systems,
IMMS) zijn uitermate geschikt gebleken om op ambulante wijze en langdurig de 3D
kinematica van lichaamssegmenten te meten. Het langdurig meten van uitgeoefende
kracht in dagelijkse omstandigheden is tot op heden echter niet mogelijk.

In deze studie wordt gebruik gemaakt van een Neuraal Netwerk om de mechanische
belasting van de schouder te schatten. Hiertoe wordt een NN getrained met 3D
kinematica en oppervlakte EMG als input (als ambulante schatter van
uitgeoefende kracht), om de gewenste output te voorspellen. De gewenste output
is hier de gewrichtsreactiekracht zoals berekend door een spierskeletmodel. Het
vervolg is een twee stappen procedure, waarbij het NN getrained wordt om
variabelen te voorspellen die als input voor het spierskeletmodel kunnen
dienen, waarmee vervolgens de mechanische belasting van de schoudergordel tot
in detail uitgerekend kunnen worden. Het onderzoek richt zich op de
bruikbaarheid, en de nauwkeurigheid waarmee een dergelijke methode deze
variabelen kan voorspellen.

Het onderzoek wordt in drie delen uitgevoerd:
Deel 1: Een laboratorium onderzoek om de nauwkeurigheid van de Neurale Netwerk
methode vast te stellen. Een tweede doel is het minimaliseren van de
activiteiten die nodig zijn om het Neurale Netwerk voldoende nauwkeurig te
kunnen trainen.

Deel 2: Bruikbaarheids- of haalbaarheidsstudie van de Neurale Netwerk methode,
buiten het bewegings laboratorium, onder dagelijkse omstandigheden, bij gezonde
proefpersonen. Hiermee wordt een grotere dataset verzameld, waarmee diverse
data-extractie methoden kunnen worden getoetst. Gegeven de nauwkeurigheid zoals
vastgesteld in deel 1, kan er een eerste indruk verkregen worden van de
mechanische belasting van de schouder onder dagelijkse omstandigheden.

Deel 3: Bruikbaarheids- of haalbaarheidsstudie van de Neurale Netwerk methode,
onder dagelijkse omstandigheden, bij mensen met een schouder endo-prothese. Een
eerste indruk van de mechansiche belasting bij mensen met een schouder prothese
zal beschreven worden.

Bruikbaarheidsstudie / Haalbaarheidsstudie.

De risico*s voor de deelnemers zijn beperkt tot een minimum. De gevraagde
activiteiten voor calibratie van de meetaparatuur, en het genereren van
trainingsdata voor het Neurale Netwerk bestaan uit functionele bewegingen met
een beperkte uit te oefenen kracht, en geheel uit te voeren binnen de normale
range van bewegen in de dagelijkse praktijk. In deel 2 en 3 bestaan de overige
metingen uit het vastleggen van de normale gang van zaken van de betreffende
proefpersoon. De metingen zijn niet invasief (bewegingsregistratie met
draagbare, batterij gevoede apparatuur, en draagbaar, batterijgevoede
oppervlakte EMG apparatuur), en brengen geen risico of ongemak voor de
deelnemers met zich mee.
Deel 1 van het onderzoek vraagt een tijdsinvestering van een dagdeel in het
laboratorium. Voor deel 2 en 3 is er een intiele 45 minuten nodig voor
aanbrengen van de apparatuur, en de metingen voor calibratie en het Neurale
Netwerk, waarna de gewone dagelijkse gang van zaken vervolgd kan worden.
Door het exploratieve karakter van de studie is er geen direct voordeel voor de
proefpersonen, maar door hun deelname is het mogelijk om de nauwkeurigheid en
bruikbaarheid van beschreven methode vast te stellen, en om exemplarische *Real
Life* data te verzamelen, hegeen nodig is voor de verdere ontwikkeling van de
beschreven methode.