Een enkel-voetorthese die zijn stijfheid aanpast

Een enkel-voetorthese die zijn stijfheid aanpast

Een onderzoek van de afdeling Revalidatiegeneeskunde van het Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG), onder leiding van prof. dr. ir. G.J. Verkerke en prof. dr. K. Postema met ing. A.S.D. van der Wilk MSc. als uitvoerend onderzoeker.

Doel van het onderzoek

Het ontwikkelen van een enkel-voetorthese (EVO) voor mensen met een parese van de onderbeenspieren, die alleen de enkelbeweging ondersteunt waar nodig, en niet de intacte enkelbeweging belemmert. Zo wordt de EVO nog beter aangepast aan een patiënt en kan hij activiteiten als traplopen en opstaan vanuit een stoel makkelijker uitvoeren. Ook kan hij van schoenen wisselen, omdat met de nieuwe EVO de enkelhoek aanpasbaar is. In huidige EVO's staat de enkelhoek namelijk vast.

Achtergrond

Veel verschillende aandoeningen zoals spina bifida, multiple sclerosis (MS), hersenbloeding, hereditaire motorische en sensorische neuropathie (HMSN) en cerebrale parese (CP) kunnen leiden tot verzwakte onderbeenspieren. Het gaat hier om de voetheffers aan de voorzijde en de voetstrekkers aan de achterzijde van het onderbeen. Voetheffers gebruikt men tijdens het lopen om voet en tenen op te tillen en voetstrekkers gebruikt men vooral om af te zetten. Wanneer voetheffers niet meer functioneren, gaan de tenen hangen in de zwaaifase van het lopen en hierdoor kan men struikelen. Aangezien de voetstrekkers nodig zijn bij de afzet, loopt iemand met een verlamming van de voetstrekkers langzamer dan een gezond persoon. 
Patiënten met verlamming van de onderbeenspieren krijgen vaak een EVO voorgeschreven. De EVO zorgt ervoor dat de tenen niet gaan hangen tijdens de zwaaifase en doordat de EVO wat inveert tijdens het lopen helpt deze ook bij de afzet. Omdat de enkel vastzit - bijna alsof men in het gips zit - zijn er een aantal nadelen. Zo kan de patiënt lastig traplopen en opstaan vanuit een stoel. Ook moeten patiënten altijd op dezelfde schoenen lopen. Bij een andere hakhoogte verandert namelijk de hoek van de knie waardoor ook een andere enkelhoek, dus EVO, nodig is. Daarnaast hebben de meeste EVO's dezelfde stijfheid. Maar de stijfheid die nodig is om af te zetten, is een andere dan die nodig is om de tenen op te tillen. Het zou fijn zijn om dat te kunnen reguleren. Kortom: genoeg reden voor het UMCG om samen met OIM Orthopedie op zoek te gaan naar een slimme oplossing.

Prototype in de maak

Het UMCG bedacht een EVO die gebruik maakt van de energie die mensen tijdens het lopen zelf creëren. Hoe het werkt? Lopen kent vier fases: in de eerste fase komt de hiel neer en gaat de voet plat op de grond staan, in de tweede fase beweegt het onderbeen over de enkel naar voren, de derde fase is de afzet en de vierde is de zwaaifase. De EVO zorgt ervoor dat de voet in fase één niet te hard neerkomt en slaat tijdens fase twee energie op om dat tijdens de derde fase weer terug te geven, zodat een actieve afzet plaatsvindt en in de zwaaifase de tenen omhoog gaan. Omdat de patiënt zelf invloed heeft op de energie die de EVO opslaat en teruggeeft, kan de enkelbeweging ondersteund worden die nodig is en wordt de intacte enkelbeweging niet belemmerd. Daarnaast kan de EVO, door een druk op een knop, zijn enkelhoek aanpassen aan schoenen met een andere hakhoogte. Op dit moment ontwikkelt het UMCG een prototype in nauwe samenwerking met OIM Orthopedie. Hoe ziet het enkelscharnier eruit? Wat voor ortheseconstructie komt er om het been van de patiënt? OIM Orthopedie denkt mee en maakt een groot deel van het eerste prototype. OIM Orthopedie heeft al jarenlange ervaring met het toepassen van geveerde scharnieren.
Het materiaal van de EVO is een belangrijk aandachtspunt. Als het materiaal dat om het been zit minder stijf is dan het enkelscharnier, buigt eerst dat materiaal, voordat het enkelscharnier geactiveerd wordt. Dat verandert dan de eigenschappen van de EVO. Het onderzoek richt zich dan ook op het juiste scharnier in combinatie met het juiste materiaal voor de EVO.

Hoe verder

Zodra het prototype klaar is om getest te worden op patiënten, vindt gangbeeldanalyse plaats om de effectiviteit van de EVO te testen. Komt de voet in fase één wel geleidelijk neer? Geeft de EVO inderdaad de afzetkracht die verwacht was? Worden voet en tenen wel voldoende opgetild tijdens de zwaaifase? Het UMCG wil de nieuwe orthese graag testen op tien patiënten. OIM Orthopedie benadert de patiënten en onderhoudt het contact. De orthopedisch adviseur bespreekt onder meer met hen hoe zij de EVO ervaren en kan de orthese indien nodig bijstellen. Daarnaast onderhoudt hij het contact met de betrokken artsen en onderzoekers. OIM Orthopedie en het UMCG hopen met dit onderzoek de inzetbaarheid van deze orthesen verder te vergroten en het energieverbruik tijdens het gebruik verder te verlagen.