Robotica en telemedicine

| Redactie

Revalidatiecentrum Het Roessingh in Enschede viert vrijdag 12 december zijn zestigjarig bestaan met een jubileumcongres over revalidatietechnologie. De onderzoekstak Roessingh Research & Development (RRD) is ruim 35 jaar jonger en kent sinds de oprichting in 1985 een nauwe samenwerking met de UT. Volgens wetenschappelijk directeur van het RRD én UT-hoogleraar Hans Rietman kunnen de twee instellingen niet zonder elkaar. Hij verwacht de komende jaren vooral veel van robotica en telemedicine.

Hans Rietman
Hans Rietman

Het RRD was bijna tien jaar geleden de eerste instelling ter wereld die erin slaagde twee elektrodes voor zenuwstimulatie te implanteren in het been van een patiënt die zijn voet niet meer kon heffen. Deze elektrodes stimuleren de zenuw in het been precies op het moment dat tijdens het lopen de voet omhoog moet worden bewogen. `Vanaf de jaren tachtig hebben we deze functionele elektrostimulatie ontwikkeld. Het is een van de mooiste voorbeelden van samenwerking tussen UT en RRD', vindt Hans Rietman. Naast wetenschappelijk directeur van het RRD is hij hoogleraar revalidatiegeneeskunde en -technologie aan de UT. Bovendien werkt hij twee dagen in de week als revalidatiearts in ziekenhuis MST.

Het RRD werkt vooral samen met de vakgroepen biomedische werktuigbouwkunde (faculteit CTW) en biomedische signalen en systemen (faculteit EWI). Twee Roessingh-onderzoekers, waaronder Rietman, bekleden een leerstoel aan de UT en in het nieuwe jaar komt daar nog een derde bij (zie Feiten en cijfers). `De UT heeft veel kennis die voor onze revalidatietechnieken erg nuttig zijn. Denk aan robotica, maar ook aan het maken van algoritmen voor de analyse van spieractiviteit en bewegingen.'

Maar het mes snijdt aan twee kanten. Rietman: `Beide instellingen versterken elkaar. Wij hebben de universiteit nodig, maar de UT ons ook. Het grote voordeel voor de universiteit is dat het RRD de mogelijkheid biedt onderzoek te vertalen naar toepassingen. Heel plastisch gezegd heeft de universiteit patiënten uit de kliniek nodig voor testen en feedback. De UT doet fundamenteel onderzoek, in de kliniek wordt het toegepast en het RRD vervult de brugfunctie tussen beide werelden.'

`We weten zeker dat er een mismatch komt tussen de beschikbare zorgprofessionals en degenen die hulp behoeven', blikt Rietman op de komende jaren vooruit. `Het aantal patiënten met een chronische aandoening zal toenemen. Mensen worden ouder en zullen vaker te kampen krijgen met hart- en vaatziekten waaronder herseninfarcten. Tegelijkertijd neemt het aantal therapeuten af, de druk op de handen aan het bed neemt toe. Ik verwacht daarom veel van het toepassen van robotsystemen in de revalidatie.'

Zijn instituut werkt bijvoorbeeld samen met de UT in het project Lopes, de robot die de loopfunctie traint bij mensen die een beroerte hebben gehad. Andere toepassingen zijn de Freebal en de Dampace, armrobots die gewichtsondersteuning bieden en de motoriek van een patiënt kunnen trainen. Rietman: `Robots zullen de therapeut nooit vervangen, maar kunnen het behandelteam wel ondersteunen. Ze hebben het voordeel dat ze nooit moe worden en heel geduldig zijn met de patiënt.'

Twee andere ontwikkelingen waar Rietman hoge verwachtingen van heeft, zijn intelligente protheses die steeds meer lichaamsfuncties nabootsen en telemedicine. `Dat laatste gaat uit van het idee dat je iemand het liefst zo veel mogelijk thuis, in zijn eigen omgeving, behandelt', legt hij uit. `Er zijn al apparaatjes waarmee patiënten met nekklachten hun spieractiviteit kunnen meten. Als ze tijdens oefeningen te weinig spieren ontspannen, krijgen ze direct feedback. Een volgende versie, die op dit moment op Europese schaal wordt getest, heeft naast het apparaat dat spierontspanning registreert, ook een pda die de gegevens doorstuurt naar de therapeut. Die kan dan op afstand het herstel van de patiënt evalueren. Deze techniek gaat een hoge vlucht nemen.'

Rietman is optimistisch en hoopvol voor de toekomst. `De afgelopen decennia hebben we steeds met kleine stapjes vooruitgang geboekt. Ik verwacht dat de stappen komende 25 jaar groter zullen zijn. De ontwikkelingen in het onderzoek naar signaalverwerking, ICT en nanotechnologie gaan snel. Voor het RRD is het erg belangrijk dat we zijn aangewezen als innovatiecentrum voor revalidatietechnologie', besluit Rietman. `Hierdoor kunnen we innovatie in de zorg brengen. Die status hebben we alleen kunnen krijgen dankzij de langdurige samenwerking met de UT.'

Het jubileumcongres `Revalidatietechnologie…de verbeelding voorbij!' over onder andere het gebruik van robotica en het concept telerevalidatie vindt vrijdag 12 december plaats in Cinestar. Voor meer informatie: www.rrd.nl/jubileumsymposium.

Feiten en cijfers

- Het RRD bestaat sinds 1985 en werkt sindsdien samen met de UT;

- In 1993 werd die samenwerking geformaliseerd en in 2000 nog eens verstevigd;

- In 2002 verleende de minister het RRD erkenning als academische kern en in 2004 werd het RRD aangewezen als ontwikkelcentrum voor revalidatietechnologie en pijnrevalidatie;

- Bij het RRD werken zo'n zestig medewerkers, waarvan er 25 ook aan de UT verbonden zijn;

- In januari krijgt het RRD een derde leerstoel aan de UT: Technology supported cognitive training for rehabilitation. Op dit moment bekleden Hermie Hermens en Hans Rietman vanuit het RRD de leerstoelen Neuromusculaire bewegingssturing en Revalidatiegeneeskunde en -technologie.

- Het RRD heeft de afgelopen 25 jaar ongeveer twintig promovendi afgeleverd. De verwachting is dat daar de komende paar jaar vijftien bijkomen;

- Per jaar studeren vijftien tot twintig UT-studenten af aan het RRD.

Chronische lagerugpijn

Naam: Marije van der Hulst (34)
Naam: Marije van der Hulst (34)
Studie: geneeskunde aan de Rijksuniversiteit Groningen
Functie Roessingh: revalidatiearts in opleiding, promoveert in 2009 aan UT

`Ik ben in 2001 gestart met de opleiding tot revalidatiearts en doe parallel hieraan een promotietraject, dat ik in 2009 hoop af te ronden. Mijn onderzoek richt zich op patiënten met een chronische lagerugpijn waar geen aanwijsbare oorzaak voor is. Het is moeilijk voor deze groep patiënten een adequate revalidatiebehandeling te ontwikkelen, omdat het niet mogelijk is een specifieke oorzaak van de pijn weg te nemen. In mijn promotie wil ik meer inzicht geven in de interactie tussen enerzijds fysieke en anderzijds psychosociale kenmerken van deze groep patiënten.'

`Ik probeer onderliggende mechanismen van chronische lagerugpijn te verduidelijken, zodat je een revalidatiebehandeling kunt optimaliseren. Niet alleen de hoeveelheid pijn blijkt een belangrijke rol te spelen in succes van behandeling. De gedachten over de pijn en de manier waarmee hier in het dagelijkse leven wordt omgegaan, zijn eveneens van belang. Sommige mensen denken bijvoorbeeld onterecht dat beweging schadelijk is voor de rug. Uit testen op de loopband kwam naar voren dat patiënten met chronische lagerugpijn meer spierspanning in hun rug- en buikspieren hebben dan proefpersonen zonder lagerugklachten. Patiënten met negatieve gedachtes over de pijn vertonen bovendien nog meer spierspanning in hun rug. Deze verhoogde spierspanning zou een beschermingsmechanisme voor de rug kunnen zijn, of een mechanisme dat chronische pijn in stand houdt.'

`Het is een vrij theoretisch onderzoek. Ik heb geen behandelmethoden ontwikkeld en evenmin onderzocht hoe je therapieën kunt aanpassen op verschillende groepen patiënten. Dat is pas een volgende stap. We zijn er nog lang niet. Doordat mensen met chronische lagerugpijn zo'n heterogene groep vormen, is er nog een lange weg te gaan voordat een goede behandeling van aspecifieke chronische lagerugpijn optimaal is.'


Een veelbelovend systeem

Naam: Jonathan Dikken (23)
Naam: Jonathan Dikken (23)
Studie: Master biomedical engineering aan de UT
Functie Roessingh: Student bacheloropdracht, afgerond half november

`Mijn bacheloropdracht was een thuistrainingsysteem te maken voor patiënten met Chronic Obstructive Pulmonary Disease, een chronische longaandoening. Bij COPD-patiënten loopt de fysieke conditie hard achteruit omdat ze minder zuurstof kunnen opnemen. Bij inspanning gaan ze dan vaak sneller ademen, maar dat is heel inefficiënt. Uiteindelijk kun je gaan desatureren. Het percentage zuurstof in het bloed wordt dan zo laag, dat je flauwvalt. Als patiënten eenmaal zo'n vervelende situatie hebben meegemaakt, blijven ze vaak maar op de bank zitten zodat het niet weer gebeurt. Maar omdat je dan je longen minder gebruikt, wordt het eigenlijk alleen maar erger. Daarom is het belangrijk de conditie te trainen.'

`COPD-patiënten kunnen in speciale sportscholen of bij de fysiotherapeut terecht. Maar het aantal mensen dat aan de aandoening lijdt, stijgt, en er is een gebrek aan zorg. Met mijn apparaatje kunnen patiënten zelf hun conditie trainen. De sensor, die je om je vinger wikkelt, meet het zuurstofgehalte in het bloed en de hartfrequentie. Via een kastje worden die gegevens vertaald naar de PDA van de patiënt. Tijdens trainingen, bijvoorbeeld het maken van een korte wandeling, dragen patiënten die PDA bij zich en zien ze of ze voldoende zuurstof opnemen. Anders krijgen ze het advies tijdelijk te stoppen.'

`De hardware hiervoor bestond al, maar ik heb de software van het systeem geschreven en de sensoren getest. Vervolgens heb ik bij een fysiotherapiepraktijk met acht patiënten testen uitgevoerd. Mijn opdracht was een eerste onderzoek naar een dergelijk systeem. Naar mijn idee is het veelbelovend, de fysiotherapeut was ook enthousiast. Voordat het op de markt gebracht kan worden, moet het nog wel makkelijker worden om de sensoren en het kastje op de PDA aan te sluiten, want daar bleken patiënten moeite mee te hebben.'

Thuis meten van conditie

Naam: Karin Gorter (25)
Naam: Karin Gorter (25)
Studie: biomedische technologie aan de UT
Functie Roessingh: afstudeeropdracht, afgerond begin november

`In mijn afstudeeronderzoek heb ik gekeken of het mogelijk is conditie te meten in de thuissituatie van mensen. Voor veel patiënten is het namelijk een hele belasting om naar een revalidatiearts toe te komen. De inspanning is dan vaak al hoger dan die ze thuis moeten leveren.

`Conditie kun je bijvoorbeeld meten in de overgang van activiteit naar rust, of andersom. Hoe is de kwaliteit van het herstel na een inspanning? Ook de hartslag bij verschillende inspanningsniveaus geeft een indicatie. In mijn onderzoek heb ik twintigers op een loopband laten lopen. Eerst met 4 kilometer per uur, zeg maar de voorkeurssnelheid van de meeste mensen, en daarna met 5,5 kilometer per uur. Ze kregen elektroden op hun borst geplakt die de zuurstofopname registreerden en de hartslag werd ook gemeten.'

`Daar kwam een heel mooi resultaat uit. Het blijkt namelijk dat het lopen met een lage intensiviteit, met 4 kilometer per uur dus, een betere indicatie is voor de conditie dan het lopen met een hogere snelheid. Daardoor ben ik ervan overtuigd dat het mogelijk is om conditie ook in een thuissituatie te meten. In ieder geval bij deze groep gezonde jonge mensen, maar ik verwacht ook bij ouderen en patiëntgroepen.'

`Mijn afstuderen betekent niet het einde van het onderzoek. Andere medewerkers van het RRD gaan hiermee verder. Ik hoop dat over een paar jaar ouderen en bijvoorbeeld long- of suikerpatiënten met een apparaatje thuis hun conditie kunnen meten en dat een interface de gegevens doorzendt naar een revalidatiearts. Op bijeenkomsten van longartsen en fysiotherapeuten heb ik gemerkt, dat hier veel vraag naar bestaat. Zij waren oprecht benieuwd naar de resultaten van mijn onderzoek.'

Inzet robot bij armfunctie

Naam: Gerdienke Prange (27)
Naam: Gerdienke Prange (27)
Studie: bewegingswetenschappen aan de Universiteit Maastricht
Functie Roessingh: junior-onderzoeker, promoveert in 2009 aan UT

`Ik onderzoek hoe robots kunnen worden ingezet om de armfunctie te verbeteren van patiënten die een CVA, een beroerte, hebben gehad. Door een bloedprop valt bij deze mensen een deel van de hersenfuncties uit, waardoor bijvoorbeeld een arm verlamd raakt. Bij sommige groepen herstelt die functie van nature, maar veel patiënten moeten worden getraind om hun arm weer te kunnen gebruiken. Daarbij is actief bewegen heel belangrijk. Je kunt een apparaat iemands arm laten bewegen, maar het effect is veel groter wanneer de patiënt zelf een beweging initieert en uitvoert. Een robot kan dat stimuleren en bovendien ondersteunen.'

`Arno Stienen, mijn collega-promovendus op de UT, heeft de Freebal ontwikkeld, een apparaat dat gewichtsondersteuning biedt bij het trainen van de armfunctie. Deze simpele armrobot wordt binnenkort op de markt gebracht, er is veel belangstelling voor bij revalidatiecentra. Ik heb patiëntentesten uitgevoerd met de Freebal. Het blijkt dat het armbereik van patiënten waarbij de Freebal het gewicht ondersteunt, groter wordt. Alleen al door zwaartekrachtcompensatie kunnen mensen hun arm meer gebruiken. Bovendien blijken patiënten die zes weken lang drie keer per week een half uur met de Freebal trainen, daarna ook zonder ondersteuning hun arm beter te kunnen bewegen.'

`Inmiddels zijn we met het apparaat Dampace een stuk verder. Dit ziet er veel meer uit als een armrobot. Dampace moet patiënten zelf aan het bewegen zetten. Het ondersteunt de arm nog steeds, maar het apparaat geeft ook meer of minder weerstand bij bewegingen die patiënten zelf maken. Ik doe nu een paar testen om te onderzoeken hoe Dampace de armfunctie van CVA-patiënten kan trainen. Maar eigenlijk is dit al het uitgangspunt voor een vervolgstudie die hier veel dieper op ingaat.'

Stay tuned

Sign up for our weekly newsletter.