Voor de verbetering van de kwaliteit van leven van mensen met een neurologische aandoening kunnen lichaamsgewicht ondersteunende robots een belangrijke rol spelen. In 2018 ontwikkelde een team van onder andere de TU Delft en het Zwitserse Federal Institute of Technology het model voor RYSEN van Motek Medical. Dat team heeft in de afgelopen jaren haar inzicht in dit concept fundamenteel uitgebreid. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in Science Robotics.
Op basis van hun constateringen concludeert het team onder andere dat ontwikkelaars zich meer bewust moeten zijn van de interactie tussen patiënt en het apparaat voor gerobotiseerde revalidatie. Daarnaast is het van belang dat aanbevelingen voor de optimale instellingen voor de therapie moeten worden aangepast aan elk afzonderlijk apparaat.
Neurologische aandoeningen zoals een beroerte of ruggenmergletsel leiden vaak tot beperkingen die de kwaliteit van leven ernstig aantasten. Met behulp van intensieve looptraining, gebaseerd op neurorevalidatie, kunnen patiënten hun mobiliteit (deels) terug krijgen. Het inzette van lichaamsgewicht ondersteunende robots kunnen daar een belangrijke rol in spelen. De RYSEN en FLOAT, beide systemen met een instelbare steunkracht, zijn twee voorbeelden daarvan.
Evaluatie gerobotiseerde revalidatie
Het team dat de RYSEN ontwikkelde heeft het gebruik en de resultaten van deze gerobotiseerde revalidatierobot. “De impact van BWS op looppatronen is al in vele studies onderzocht, en de resultaten zijn minder consistent dan je zou verwachten. Wij benadrukken het belang van inzicht in de diverse factoren, zoals de richting van de steunkracht en de bevestigingspunten op het harnas. In ons artikel (gepubliceerd in Science Robotics, red.) onderzoeken we de exacte invloed van deze en andere factoren op het lopen”, vertelt professor Heike Vallery van de TU Delft.
RYSEN kan in de toekomst ingezet worden in combinatie met vloerprojectie. Met behulp van Augmented Reality kunnen situaties gecreëerd worden die de patiënt niet alleen ondersteunen bij het proces van de revalidatie, maar dat proces ook nog eens veel plezieriger maken. De zogenoemde mens-robotreactie is van wezenlijk belang voor het ontwerp van revalidatiesystemen, zo is uit het evaluatieonderzoek gebleken.
“Omdat deze informatie cruciaal is voor het ontwerp van een optimale BWS, hebben we de diverse factoren systematisch bestudeerd voor de RYSEN. Heel opvallend was dat (gezonde) proefpersonen een kleine achterwaartse kracht noemen als een van de kenmerken van een ideale BWS, terwijl we hadden verwacht dat ze een voorwaartse kracht zouden kiezen. Bovendien ontdekten we dat de loopkarakteristieken met deze kleine achterwaartse kracht dichter bij normaal lopen lagen dan zonder de achterwaartse kracht”, aldus Michiel Plooij, Mechatronic System Engineer aan de TU Delft/DEMCON.
Maatwerk en verbetering
Met die onverwachte nieuwe inzichten zorge direct voor vraagtekens bij de opvatting dat mensen tijdens mens-robotinteracties vooral de energie-efficiëntie optimaliseren. In de praktijk heeft het er alle schijn van dat de patiënten vooral op zoek zijn naar het vergroten van hun gevoel van stabiliteit en veiligheid.
Daarnaast hebben de onderzoekers aangetoond dat de plek van de bevestigingspunten op het harnas een sterke invloed heeft op het looppatroon. Een factor die in de beschikbare literatuur tot dusver nauwelijks vermeld wordt. “In het algemeen laten we zien dat er nog veel wetenschappelijke vragen zijn. We hebben de RYSEN vooral ontwikkeld als hulpmiddel voor het bestuderen en ondersteunen van looprevalidatie. Toen we eerder onderzoek naar apparaatinstellingen op de RYSEN probeerden te repliceren, constateerden we dat dezelfde apparaatinstellingen tot totaal verschillende resultaten leidden”, vertelt Plooij.
DE TU Delft, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en industriële partners Onward medical, Motek en klinische partner CRR SUVA in Zwitserland hebben de RYSEN ontwikkeld. De resultaten van de evaluatie zullen nu worden gebruikt om de RYSEN verder te verbeteren. MOTEK werkt is momenteel aan het geschikt te maken van de revalidatierobot voor commercieel gebruik. Professor Grégoire Courtine van de EPFL en professor Jocelyne Bloch van het Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV) in Lausanne werken eraan om dit innovatieve apparaat in te zetten voor opnieuw leren lopen na verlamming.
