Revalidatietechnologie diagnostiek en behandeling Workshop 05-10-2006 Nascholing verzekerings- en bedrijfsgeneeskunde
Prof. Dr. J.S. Rietman
Roessingh Research and Development Innovatie en kennistransfer voor de revalidatie
Rehabilitation technology
Diagnostic research Movement analysis
Motor control
Dr. Anand Nene Dr. Anand Nene Jaap Buurke Drs. Arjan van der Salm Dr. Marc Nederhand Jaap Buurke Victorien Wolters Drs. Gerlienke Voerman Prof. Rietman Prof. Hermie Hermens
Restoration of human function Neuro-modulation
Drs. Bertjo Renzenbrink Drs. Janine van Til Dr. Rik Buschman Dr. Maarten IJzerman Dr. Hans van der Aa
(Neural) prostheses rehabilitation aids
Drs. Joke de Kroon Drs. Anke Hutten Drs. Arjan van der Salm Drs. Govert Snoek Dr. Karin Groothuis Prof. Hermie Hermens Prof. Maarten IJzerman Prof. Hans Rietman
Neuro-rehabilitation
Drs. Michiel Jannink Dr. Herman vd Kooij Drs. Juliette Nijlant Drs. Henk van Dijk Prof. Maarten IJzerman Prof. Hans Rietman
Pain rehabilitation
Clinical research Chronification
Decision analysis
Psycho-neurophysiological Brain activity
Neuromodulation
EMG activation
acuut
vermijden
Bewegings angst
catastroferen Dr. Karlijn Schreurs Dr. Miriam Vollenbroek Dr. Miriam Vollenbroek Drs. Marije vd Hulst Dr. Fons van Dijk Drs. Carola Mes Drs. Rina Warmerdam Dr. Fons van Dijk Drs. Rina Warmerdam Prof. Gerrit Zilvold
Dr. Jan Buitenweg Dr. Richel Lousberg
Dr. Rik Buschman Dr. Hans van der Aa
Prof. Hermie Hermens Dr. Marc Nederhand Ir. Laura Kallenberg Drs. Gerlienke Voerman Ir. Chris Baten
Onderwerpen • Zorg op afstand (Telemedicine) • Virtual Reality en trainingsmethoden – Scomosi project
• Instrumentele ganganalyse • Prothesiologie en orthesiologie
Zorg op afstand
Trends in de Zorg •
Druk op kwaliteit en kwantiteit van de zorg – Toename aantal chronische aandoeningen – Toename aantal ouderen – Willen langer onafhankelijk leven
•
Achterblijvend aanbod zorg – Achterblijvend aanbod zorg (wachtlijsten) – Beperken Intramurale zorg Bron: RIVM 2005
t e o m g r o z r e e t D n e i c i eff
r e e m t e o m rg is o u z h t r De e e en m
De zorg moet mobieler
Mogelijkheden voor (revalidatie) zorg door inzet ICT Collegiale consultatie Patient consultatie Monitoring gezondheid status
Gesuperviseerde training
Teleconsultatie om behandeling spastische kinderen te verbeteren Communicatie live over - klinische data - klinische tests - Bewegings analyse Om gezamenlijk te beslissen over optimale behandeling (chirurgie)
MESH project
TELEFYSI: Teleconsultatie bij behandeling jonge kinderen (0-2 jaar) Aanpak: - Klinische gegevens - digitale video - Plaatsing op beveiligde server - Expert bekijkt het (asynchroon) - Communicate via e-mail -Sluit beter aan op zorg manier van werken -
ALS TELEZORG Begeleiden ALS patiënten in thuissituatie op afstand met videocommunicatie • ALS: Amyotrofische Lateraal Sclerose • Aantasting zenuwstelsel met dodelijke afloop • Toenemende behoefte aan zorg • Gering aantal patiënten verspreid door het land • Vereist veel huisbezoek
Conclusies tav consultaties • = zorginnovatie • Sluit “gemakkelijk” goed aan bij traditionele “way of working” zorgverleners • Traditionele technologie maakt instapdrempel laag • Multidisciplinair Teamwerk vanaf begin vereist + overleg Zorgverzekeraar • Verwachting: Binnen enkele jaren breed toegepast
2. Communicatie tussen clinicus en patiënt Remote monitoring
= Zorgvernieuwing Niet mogelijk zonder ICT
Supervised training
Remote monitoring Het op afstand bewaken van de gezondheid status van patienten door het meten en interpreteren van biosignalen in de dagelijkse omgeving van de patient
Awareness
‘Klassieke’ Training Situatie
Mondeling overleg en feedback patiënt
clinicus
IC-Coach Trainen rugbelastende gedrag Modular interface
fast, reliable mounting and calibration
Expert support: Exo-Zorg demonstrator 2 Back load monitor LAN / WAN synchronized video LAN / WAN LAN / WAN
Data collection
LAN / WAN
ambulatory sensing kinematics
Ergonom / coach
Voordelen remote monitoring & training – Training thuis vertaalt beter naar daadwerkelijke aktiviteiten (effektiever) – Patient zelf verantwoordelijk voor resultaat – Professional kan meerdere patienten tegelijkertijd behandelen – Meer vrijheid voor patienten ‘at risk’
Kennis op veel terreinen vereist Multidisciplinair en multi partners: - Kennisinstellingen - Zorginstellingen - Industrie
Modelling Modelling Sensing Sensing
Expert Expert Consultation Consultation
Signal Signal Processing Processing
Decision Decision making making
Feedback Feedback
Communication Communication Hermens 2001
ExoZorg
Een voorbeeld: Op afstand begeleide myofeedback training
Nek-schouderpijn gerelateerd aan computerwerk - Incidentie: ? - Niet goed begrepen: licht werk - De Cinderella hypothese: te weinig ontspanning - Mensen niet goed bewust - Oplossing: waarschuw mensen met feedback hiervoor en stel ze daardoor in staat om spiergedrag te verminderen
Myofeedback systeem (ReTra: relaxation trainer) Door: • RRD • TMSI • TIMP
Bipolar dry surface electrodes
Signal processing and vibration unit
EMG Processing for Feedback
Filtering Rectification Smoothing
Find gaps
RRT < 20 %
(SRE< 5 uV; t>125 ms)
Short Vibration
Relative rest time (RRT)
Myofeedback in de praktijk – Effecten wetenschappelijk aangetoond in internationaal onderzoek – In staat om spier relaxatie te bevorderen – In staat om pijn te doen verminderen Maar vaak veel begeleiding nodig – Troubleshooting in begintijd – Bespreking voortgang (download + interpretatie) – Relatief veel reistijd (wekelijks) door regionale functie Met ICT efficienter ?
Remotely supervised treatment neckPersonal/Bo shoulder pain dy area network Wires
Data interpretation and storage UMTS/GPRS
Bluetooth Database with subject data
Front-end
Private feedback
Sensors & Actuators Mobile Base Unit
PC Feedback via Smart Surroundings
Healthcare professional
Nog een voorbeeld: Freemotion
Ambulant meten op de werkplek van de rugbelasting kinematics
EMG
In the field
Recording/storage/ synchronization
www.FreeMotion.tk
Vervanging van intensief handwerk sensing i.p.v. OWAS-achtige observaties
Weinig armheffing
Zwart is Percentuele verblijfstijd Matige armheffing Kleuren indiceren risico’s Flinke armheffing
Belasting patroon
www.FreeMotion.tk
Evaluatie van werkplek adaptatie -work place adaptation: new glasses; improvement? hazard prone
+
+
job
-kinematics of head + nck -Trapezius EMG www.FreeMotion.tk
Toekomstige ontwikkelingen: een voorbeeld - Monitoring activity, temperature and light - Transmitting it to LAN - Pilot in promoting healthy behaviour in office environment
Met dank aan: - Miriam Vollenbroek - Rianne Huis intVeld - Leendert Schaake - Hans Bloo - Chris Baten -Hermie Hermens Partners van: - Exozorg - Awareness - Smart Surroundings - Freemotion - InnovatieCentrum rev. technol.
Electric Scooter Simulation Program (ScoMoSi)
Michiel JA Jannink (PhD)*, V. Erren (PT), A.C. de Kort (MD), Ir. H. vd Kooij (Phd), Ir. C. Haarmeijer
VR facilities
ScoMoSi:
Achtergrond ScoMoSi project: • Electric mobility scooters are provided by local authorities • 183.000 users in the Netherlands (1998) • Per year 15.000 new users • 8 to 17 km/h (on pavement, but also on road/lanes) However • Not every person receives a training period; • If training, safety patient and health care professional can be a problem; • no objective protocols.
Doel ScoMoSi project:
To explore if it is possible to train the driving skills of future users of electric mobility scooters by means of an electric scooter simulation program in addition to conventional electric scooter training
User requirements based on scenario development Story line
User requirements System requirements
John suffered from a hemiplegics stroke 6 months ago. As a result he has ambulatory problems. To compensate this he will receive an electric scooter. To drive safely in different traffic situations, he will be trained by means of an electric scooter simulation program. Training session duration = half an hour. His performance will be stored on the computer.
Full immersive VE to train future users of electric scooters. Acquire relevant date regarding driving skills - HMD/screens - Interface electric scooter - VE - Training protocols - Understand performance - Storage and processing unit - Interpretation of collisions - Free driving context/maps
3 training levels: Level 1
Level 2
Level 3
ScoMoSi set-up
3 PC’s
Explorative RCT • Clinical evaluation SCOMOSI – 10 stroke patients – RCT design • Experimental group (n=5) • Control group (n=5)
– Driving skills measured on T0 and T1 according to Functional Evaluating Rating Scale (Hasdai et al. 1997) – Subjective experiences measured on T1
Current SCOMOSI environment
Conclusie • The electric scooter simulation program is potentially useful an safe for training patients in handling electric powered scooters; • Standardized assessment and training protocols need to be developed; • Usability evaluation
Instrumentele ganganalyse • temporele factoren • kinematische factoren • kinetische factoren • energetische factoren • spieractiviteit
gangcyclus • • • • • • • •
initial contact loading response midstance terminal stance preswing initial swing midswing terminal swing
Temporele factoren • Tijd- en lengteparameters
Kinematische factoren Hoeken en hoeksnelheden : goniometrie
Goniometrie knie
Kinetische factoren krachten en momenten: grondreactiekracht
Energetische variabelen • Het meten van metabool energieverbruik
Spieractiviteit dynamisch oppervlakte EMG
Dynamisch oppervlakte EMG M. Gastrocnemius
Ganganalyse Voordelen instrumentele ganganalyse
• het verkrijgen van objectieve, kwantitatieve gegevens • analyse is niet moment gebonden (opslag) • aanvullende informatie • herevaluatie is mogelijk (behandeleffect) noot: laatste 10 jaar verbetering m.b.t. hard- en software (snelheid en gebruikersgemak)
Verbetering software
Split screen video CVA patiënt
Computeranimatie CVA patiënt
Ganganalyse Nadelen instrumentele ganganalyse I
• laboratorium situatie
Ganganalyse Nadelen instrumentele ganganalyse I
• werkelijke situatie • tijdrovend (ondanks verbeterde techniek) • met name informatie op stoornis niveau • betrouwbaarheid/ reproduceerbaarheid
Voorbeelden
3 prothesevoeten • “stijve voet” – Dynamische Sach
• “enkel assige voet” – Lager
• “energy storing voet” – C-Walk
Dynamische Sach
Dynamische Sach
Lager
Lager
C-Walk
C-Walk
Toekomst:
Ambulatory Ground Reaction Force and foot movement sensing
H.M. Schepers, P. Veltink (Utwente) FreeMotion
Toekomst…….. • Ambulante bewegingsregistratie
Prothesiologie en orthesiologie • Nieuwe ontwikkelingen
Computergestuurde protheseonderdelen
Computergestuurde protheseonderdelen
Computergestuurde protheseonderdelen
Aangedreven knie (Powerknee)
Stomp-koker interface
Orthesen
Stance phase control orthosis (SCO) • Nieuwe ontwikkeling in de orthesiologie • Stabiliteit tijdens standfase en vrij tijdens zwaaifase • Energie efficiënter dan stijve knie [Kaufman KR. Proth Orth 1996, McMillan AG. Proth Orth 2004, Mattsson E. Scand J Rehab Med 1990]
• Minder biomechanische compensatie nodig voor het stijve (functioneel te lange) been
Stance phase control orthosis (SCO) Idee is niet nieuw Kuhn 1868
Nelson 1960
Frost 1990
Myers 1996
Swing Phase Lock (SPL)
Swing Phase Lock SPL • combinatie
SPL instrumental gait analyses
SPL instrumental gait analyses
Geen hyperextensie tijdens standfase
Revalidatietechnologie voortgaande vernieuwing Dank voor uw aandacht!!
