01/16 9 april 2001
Oratie prof. Peter Veltink over revalidatietechniek
Kunstmatig gestuurde beweging is pittige training
Het lichaam zo veel mogelijk zèlf laten doen. Dat werkt het best, bij
kunstmatige ondersteuning en stimulatie van motorische
lichaamsfuncties die niet goed meer werken. Vanuit deze gedachte wordt
een hulpmiddel zoals functionele elektrostimulatie veel meer een
trainer dan een verlengstuk: het beïnvloedt het hele zenuwstelsel en
traint het lichaam om te gaan met de nieuwe situatie. Kunstmatige
hulpmiddelen kunnen daarbij nog veel beter gebruikmaken van de
sensoren en regelaars van het lichaam, stelt prof.dr.ir. Peter
Veltink. Voorwaarde is dan wel een zeer goede interface tussen lichaam
en techniek. Veltink houdt zijn intreerede Sturing in beweging, als
hoogleraar Biomedische Functiehersteltechnologie, op 12 april
aanstaande aan de Universiteit Twente.
Bij neuromusculaire aandoeningen is volledig herstel meestal een brug
te ver, constateert Veltink. Hij ziet weliswaar veel in het onderzoek
naar neurale regeneratie bij dwarslaesie, maar volledig herstel is
niet te verwachten omdat "het moeilijk zal zijn de juiste draadeinden
zonder kleurcodering weer aan elkaar te verbinden". De nadruk in zijn
vak, de revalidatie, ligt dan ook op het leren omgaan met beperkingen
en de ondersteuning daarbij. Als de eigen sturing van de beweging
verstoord is, kan de techniek helpen. Bijvoorbeeld door verlamde
spieren kunstmatig te stimuleren, door een motorische functie opnieuw
te regelen via hersenstimulatie of door bewegingen mechanisch te
trainen met een robot.
Interactie
Hulpmiddelen zijn vaak gezien als toevoegingen van buiten, die
eigenlijk los staan van het lichaam. Tegelijk waren de verwachtingen
wel eens wat te hoog, vindt Veltink. Bij patiënten met een volledige
dwarslaesie is het weliswaar mogelijk spieren en zenuwen elektrisch te
stimuleren, maar deze bewegingssturing is, onder het niveau van de
laesie, volledig kunstmatig.
Voor èchte verbeteringen in het functioneren van de patiënt is een
antwoord nodig op fundamentele vragen over de lichaamsbalans, de
coördinatie van lichaamsbewegingen en de interfacing met heel veel
spieren en lichaamssensoren. Het is nu al mogelijk om een patiënt met
verlamde benen kunstmatig een stap te laten zetten of te laten staan,
maar de inspanning die hij of zij hiervoor moet leveren, staat tot nu
toe in geen verhouding tot de verbetering van de kwaliteit van leven.
En dat laatste moet voorop staan, aldus Veltink. Is er meer interactie
mogelijk, dan nemen de kansen op een goede ondersteuning ook toe. Bij
gedeeltelijke laesies en andere neuromusculaire aandoeningen, zoals
bijvoorbeeld de ziekte van Parkinson, zijn op korte termijn wèl goede
resultaten te boeken, omdat het hulpmiddel door interactie meer een
eenheid wordt met het lichaam.
Blijvende voetbeweging
Veltink noemt als voorbeeld de dropfoot stimulator: een eenvoudig
hulpmiddel dat ervoor zorgt dat de voet wordt opgetild, bij mensen die
lijden aan een sleepvoet. De stimulator activeert de voetheffers
tijdens de zwaaifase van het lopen. Na verschillende verbeteringen is
er nu een implanteerbare versie die twee spiergroepen afzonderlijk
aanstuurt, om een blijvende voetbeweging te bewerkstelligen. Hiermee
zijn in Twente en Salisbury succesvolle proeven gedaan bij patiënten.
De stimulator heeft een simpele functie, maar beïnvloedt direct
allerlei reflexen in de kuitspieren. Zo doet het hele
bewegingsapparaat mee, en leert het lichaam zelf de aansturing van
spieren te verbeteren.
Dat een eenvoudig hulpmiddel als deze simulator het hele systeem al zo
beïnvloedt, geeft aan dat ontwerpers van hulpmiddelen veel meer van
interactie moeten uitgaan, en daarvan ook moeten profiteren.
Mechanische hulpmiddelen kunnen bijvoorbeeld een beweging opleggen,
maar ook trainen, door gaandeweg minder te dwingen en meer aan het
lichaam over te laten.
Interface
Voorwaarde voor interactie is echter wel een goede interface tussen
techniek en lichaam. Daar is nog veel te verbeteren, stelt Veltink.
"Willen we dat op dezelfde manier doen als het lichaam het zelf doet,
dan moeten we naar het cellulaire niveau. Tot nu toe stimuleren we
bijvoorbeeld een hele zenuw. Dat is een grove manier en werkt als de
olifant in de porseleinkast." Naar deze selectievere benadering doen
Veltinks collegas Marani en Rutten onderzoek. Niet alleen om prikkels
toe te voeren aan het lichaam, ook om informatie eruit te halen is een
goede interface van groot belang: een hulpmiddel kan dan slim
gebruikmaken van de talloze sensoren en regelaars die het lichaam zèlf
al heeft.
Spin-off
Behalve voor revalidatietoepassingen is de kennis van beweging en
bewegingssturing ook te gebruiken in bijvoorbeeld de sport of de
ergonomie. Zo werkt Veltink nauw samen met een spin-off onderneming
van de UT, Xsens Sports Technologies, die een snelheidsmeter
ontwikkelt voor hardlopers. Deze meter is gebaseerd op een
versnellingsopnemer: die monitort de beweging van de voet. Een
combinatie van meting en stimulering is daarnaast te gebruiken bij
arbeidsgerelateerde bewegingsstoornissen die leiden tot aandoeningen
als RSI.
Nieuwe opleiding
In het biomedisch-technologisch onderwijs en onderzoek komen veel
disciplines bij elkaar. De Universiteit Twente start daarom komend
studiejaar de nieuwe opleiding Biomedische Technologie, naast de
technische opleidingen die een biomedische afstudeermogelijkeheid
hebben.
Het onderzoek van Veltink maakt deel uit van het Biomedisch
Technologisch Instituut van de UT. Hij werkt hierin nauw samen met
Roessingh Research and Development, dat gelieerd is aan het
revalidatiecentrum Het Roessingh in Enschede. Ook leidt Veltink binnen
het BMTI verschillende Europese onderzoeksprojecten met bedrijven,
universiteiten en ziekenhuizen.
Noot voor de pers
Prof.dr.ir. Peter Veltink (Groenlo, 1960) studeerde Elektrotechniek
aan de UT, toen nog TH Twente geheten. Hij promoveerde in 1988 aan
dezelfde universiteit op een onderzoek naar functionele
elektrostimulatie. In oktober 1997 kreeg hij een Koninklijke/Shell
Stimuleringsprijs voor de exacte wetenschappen.
De oratie Sturing in Beweging vindt plaats op 12 april om 16.00 uur in
het Bestuursgebouw op de campus van de Universiteit Twente. De
integrale redetekst is onder embargo beschikbaar.
Contactpersoon Universiteit Twente, Communicatie en Transfer:
i r. W.R. van der Veen, tel (053) 4894244, email
w.r.vanderveen@cent.utwente.nl
© Universiteit Twente 1997-2000