De ontwikkeling van mijn slimme en intuïtieve beenprothese: meten van spieractivatiepatronen voor het detecteren van bewegingsintenties

De controle van protheseknieën is maar in beperkte mate intuïtief. Waar
individuen zonder amputatie de knie kunnen buigen en strekken zoals gewenst,
zullen mensen met een bovenbeenamputatie de protheseknie moeten buigen en
strekken door bewegingen met de stomp te maken. Om protheseknieën intuïtiever
te maken, zijn onderzoekers bezig om activatiepatronen van spieren in de stomp
te gebruiken om protheseknieën aan te sturen. Door spieractivatiepatronen te
analyseren kan voorspeld worden wat een persoon aan het doen is of gaat doen.
Gebaseerd op de activiteit die uitgevoerd wordt kan de protheseknie op een
wijze ingesteld worden die past bij de uitgevoerde activiteit. Er zijn
verschillende manieren waarmee spieractivatiepatronen kunnen worden gemeten,
waaronder bipolair EMG (meten met twee elektroden) en high-density EMG (HD-EMG;
meten met een grid bestaande uit meerdere elektroden). Een classificatiemethode
gebaseerd op HD-EMG kan superieur zijn ten opzichte van een
classificatiemethode gebaseerd op bipolair EMG omdat er bij HD-EMG veel meer
informatie vergaard wordt en deze methode minder gevoelig is voor de
elektrodeplaatsing. Het gebruik van HD-EMG om protheseknieën aan te sturen is
nog niet eerder bestudeerd.

Primaire doel:
Het primaire doel is het ontwikkelen van classificatiealgoritmen om
bewegingsintenties te kunnen detecteren van activiteiten van het dagelijks
leven. Deze algoritmes worden zowel ontwikkeld op basis van bipolair EMG als
high-density EMG.

Secundaire doelen:
De secundaire doelen zijn:
- Vergelijking van verschillende methoden die gebruikt kunnen worden om
bewegingsintenties te classificeren. Deze methoden zullen vergeleken worden op
accuraatheid in de correcte classificatie van activiteiten van het dagelijks
leven.
- Het onderzoeken van de toegevoegde waarde van additionele sensoren (geen EMG
sensoren) zoals inertial magnentic units (IMUs) op de accuraatheid van de
methoden om bewegingsintenties te classificeren.
- Het bepalen van de consistentie van het electromyografie signaal zoals
verzameld tijdens verschillende metingen uitgevoerd op verschillende dagen.
- Het ontwikkelen van classificatiealgoritmes zonder supervisie voor het
classificeren van bewegingsintenties.
- Het ontwikkelen van regressie algorithmes om gewrichtshoeken te schatten
- Het ontwikkelen van classificatiealgoritmes die robust zijn voor
verschillende prothese types

Observationele studie met een meting (n=60) en herhaalde (tot vier) metingen
(n=15), met metingen op een subgroep van individuen (n=5) met een bovenbeen
amputatie waarbij een interventie (actieve prothese) plaatsvindt.

Subgroep individuen met een bovenbeenamputatie (n=5) zal tijdens meet- en/of trainingssessies met een actieve prothese lopen en in de tussentijd de prothese mee naar huis krijgen om goed te kunnen trainen met de actieve prothese.

De belasting en het risico die gepaard gaan met deelname aan het onderzoek
worden als laag beoordeeld. De activiteiten die gemeten worden zijn
activiteiten die in het dagelijks leven vaak uitgevoerd worden. Daarnaast is de
meetapparatuur draagbaar en interfereert het niet met de uitvoer van de
activiteiten. Deelnemers hebben geen voordeel bij deelname aan het onderzoek.