Stageverslag Arjen Bergsma

Stageopdracht Biomedical Engineering

Ondersteuning van arm en handfunctie bij mensen met een neuromusculaire

aandoening (NMA)

9 november 2007 Arjen Bergsma Email: [email protected]

Stageopdracht – ‘Ondersteuning van arm en handfunctie bij mensen met een NMA’

Pagina: 2

Voorwoord Dit verslag is geschreven tijdens het uitvoeren van mijn stageopdracht voor de master Biomedical Engineering aan de Universiteit Twente. Ik heb de opdracht uitgevoerd bij revalidatiecentrum het Roessingh. Het doel van deze stage was inzicht te verkrijgen in het biomedische werkveld. Omdat ik deze opdracht niet uit had kunnen voeren zonder de medewerking van veel verschillende mensen wil ik bij deze iedereen graag bedanken die op de een of andere manier een bijdrage heeft geleverd. In het bijzonder wil ik bedanken revalidatiearts Cathrien van Groningen voor haar supervisie tijdens het uitvoeren van de stage, Gert Willem Römer voor het verstrekken van de grote hoeveelheid informatie op het gebied van armrobotica en John-John de Koning (orthopedist bij Roessingh Revalidatie Techniek) voor zijn hulp bij het maken van een prototype orthese voor de ondersteuning van de grijpfunctie.


Pagina: 3

Samenvatting Mensen die niet meer in staat zijn hun eigen armen en handen te gebruiken voor het uitvoeren van algemene dagelijkse levensverrichtingen (ADL) kunnen gebruik maken van een robotarm om deze functie gedeeltelijk over te nemen. Op de kinderafdeling van revalidatiecentrum het Roessingh bleek echter dat de gebruikers die een robotarm hebben, deze eigenlijk alleen gebruiken bij het eten. Mensen die nog een goede handfunctie over hebben maar een beperkte armfunctie (en die nog niet erg veel last hebben van contracturen), zouden een armondersteuning kunnen gebruiken om op deze manier de eigen arm en hand weer te kunnen gebruiken. In dit verslag zijn verschillende hulpmiddelen (zowel armrobots als armondersteuningen) met elkaar vergeleken. Als zowel de arm als de handfunctie niet meer voldoende is, is het gebruik van een armondersteuning alleen niet voldoende. Een patiënt kan dan wel de arm bewegen, maar kan vervolgens verder niets oppakken. Een dynamische armondersteuning zou uitgebreid kunnen worden met hulpstukken zodat ook het grijpen van de hand ondersteund wordt. Een gebruiker kan op deze manier zolang mogelijk gebruik maken van zijn eigen arm/hand. Er is uitgegaan van het behoud van de functionaliteit van één arm/hand, aangezien dit voor het uitvoeren van veel handelingen voldoende zou kunnen zijn. De andere hand kan dan gebruikt worden voor de aansturing. Als de functionaliteit van de gebruiker nog verder afneemt kan er een overstap gemaakt worden naar een robotarm.


Pagina: 4

Inhoudsopgave

1 Inleiding ......................................................................................................................................... 6

1.1 Duchenne spierdystrofie ........................................................................................................... 6

1.2 Becker spierdystrofie ................................................................................................................ 6

1.3 Spinale spieratrofieën ............................................................................................................... 6

1.4 Limb-girdle spierdystrofie ........................................................................................................ 7

1.5 Congenitale myopathie ............................................................................................................. 7

1.6 Ontstaan van contracturen ....................................................................................................... 7

1.7 Behandelmethode ...................................................................................................................... 8

2 Ondersteuning van de armfunctie ............................................................................................... 9

2.1 Robotische manipulatoren ........................................................................................................ 9

2.2 Actieve armondersteuningen ................................................................................................... 12

2.3 Passieve armondersteuningen ................................................................................................ 13

3 Probleemomschrijving ............................................................................................................... 19

3.1 Beperking armondersteuningen .............................................................................................. 20

4 Bestaande technieken ................................................................................................................. 21

4.1 Pronatie / supinatie arm ......................................................................................................... 21

4.2 Grijpen m.b.v de eigen hand .................................................................................................. 24

4.3 Grijpen m.b.v. een extra grijper .............................................................................................. 27

5 Functie analyse ............................................................................................................................ 29

5.1 Functies ................................................................................................................................... 29

5.2 Eisen ....................................................................................................................................... 29

5.3 Wensen .................................................................................................................................... 30

6 Ideeën ........................................................................................................................................... 31

6.1 Zilverringen ............................................................................................................................ 31

6.2 Mechanische polsorthese ........................................................................................................ 31

6.3 Polsorthese met kabel ............................................................................................................. 32

6.4 Polssteun met kabel ................................................................................................................ 32

6.5 Extra grijper ........................................................................................................................... 32

7 Discussie ....................................................................................................................................... 34

7.1 Conclusie ................................................................................................................................ 34

8 Referenties ................................................................................................................................... 35

8 Bijlagen ........................................................................................................................................ 37

9.1 Bijlage 1: Brooke Index .......................................................................................................... 37


Pagina: 5

9.2 Bijlage 2: Vergelijkingstabel armrobots ................................................................................. 38

9.3 Bijlage 3: Vergelijkingstabel passieve armondersteuningen .................................................. 42

9.4 Bijlage 4: Uitslag enquete ...................................................................................................... 45


Pagina: 6

1 Inleiding Deze stageopdracht is uitgevoerd in opdracht van de kinderdivisie van revalidatiecentrum het Roessingh, en is toegespitst op ondersteuning van de armfunctie bij neuromusculaire aandoeningen (NMA). De meest voorkomende NMA die men op de kinderdivisie van het Roessingh tegenkomt zullen nader belicht worden.

1.1 Duchenne spierdystrofie De ziekte van Duchenne of Duchenne spierdystrofie is een aangeboren en erfelijke vorm van spierdystrofie. De ziekte treft in bijna alle gevallen het mannelijke geslacht en komt bij 1 op de 4000 pasgeborenen voor. Het wordt veroorzaakt door een fout in het dystrofine-gen op het X-chromosoom, wat een tekort van het eiwit dystrofine in de spiercelwand veroorzaakt. Dit eiwit geeft de spieren veerkracht en stevigheid. Zonder dystrofine beschadigen de spiercellen en deze sterven dan op den duur af, er komt dan bindweefsel voor in de plaats. Kinderen met Duchenne gaan vaak laat lopen, meestal pas na gemiddeld 15 maanden. Bij het lopen schommelt het bovenlichaam heen en weer en de patiënten vallen nogal eens. Ook is er vaak een tegenzin in lopen. De ziekte breidt zich in enkele jaren uit naar de armen en de spieren van de nek en het middenrif. De oogspieren en de spieren die nodig zijn bij het slikken en spreken blijven gespaard, maar de hartspier blijkt vaak wel aangedaan. Naast de lichamelijk beperkingen heeft ruim een derde van de kinderen vaak ook een achterstand in de geestelijke ontwikkeling. Rond het elfde levensjaar is de spierzwakte zo ernstig dat lopen bijna niet meer mogelijk is en is een rolstoel noodzakelijk. Uiteindelijk worden de ademhalingsspieren en de hartspier aangetast en tot enkele jaren geleden overleden de meeste jongens met de ziekte van Duchenne rond hun twintigste levensjaar aan de complicaties hiervan. Tegenwoordig kunnen deze jongens met behulp van ademhalingsondersteuning echter nog wel 35-40 worden1. De ziekte kan niet genezen worden, maar er is op dit moment onderzoek gaande naar een geneesmethode. Hierbij wordt door middel van gentherapie (exon-skipping genoemd) van de ernstige ziekte van Duchenne in sommige gevallen de mildere vorm Becker spierdystrofie gemaakt2.

1.2 Becker spierdystrofie De aandoening lijkt op de spierdystrofie van Duchenne maar verloopt minder ernstig. Een verschil met de ziekte van Duchenne is dat de verschijnselen van de ziekte en de leeftijd waarop deze tot uiting komt zeer uiteenlopend. In Nederland komt Becker spierdystrofie bij één op de twintigduizend mannen voor1.

1.3 Spinale spieratrofieën Spinale musculaire atrofie (SMA) is de verzamelnaam voor een bepaalde groep NMA. Dat zijn aandoeningen die leiden tot het niet of onvoldoende functioneren van spieren. Het belangrijkste kenmerk van SMA is het verzwakken van bepaalde groepen skeletspieren. Het tempo waarin dat gebeurt, verschilt per type. Bij bepaalde typen SMA kan men ook moeite hebben met slikken en kauwen. Ook kan de ademhaling soms problemen gaan geven. De verzwakking van de spieren treedt op omdat het lichaam van het kind in groei wel groter wordt, maar de spieren groeien niet mee (in kracht). Bij SMA is er iets mis met de motorische zenuwcellen in het ruggenmerg die uitlopers hebben naar de spieren. Een aantal van deze cellen functioneert niet waardoor er geen of gebrekkige signalen aan de spieren worden doorgegeven, met als gevolg verlamming en dunner worden van spieren. Er bestaan verschillende vormen van SMA. Een deel is erfelijk, waarbij het debuut op kinder- of volwassen leeftijd kan zijn. Er is ook deel dat niet erfelijk is en deze vorm heeft vrijwel altijd een debuut op de volwassen leeftijd. SMA kan worden ingedeeld in drie categorieën:

• SMA type 1 (ziekte van Werdnig-Hoffmann). Dit type doet zich voor bij baby's. Het kind zal doorgaans niet tot zitten komen. Het verloop van de ziekte is ernstig, omdat ook de ademhalingsspieren verlamt raken. 95% van de kinderen overlijdt voor de leeftijd van 1.5 jaar.


Pagina: 7

• SMA type 2. Als het begin van de ziekte plaatsvindt na de eerste zes maanden, is het verloop vaak minder ernstig dan bij SMA type 1. Bij dit type zal het kind meestal wel kunnen zitten, maar niet kunnen lopen. Deze vorm van SMA staat tussen type 1 en type 3 in.

• SMA type 3 (ziekte van Wohlfart-Kugelberg-Welander). De eerste verschijnselen doen zich vaak voor tussen het eerste en het dertigste jaar. In de meeste gevallen kan er gesteld worden dat de ziekte milder verloopt naarmate zij op latere leeftijd optreedt1.

1.4 Limbgirdle spierdystrofie Limb-girdle spierdystrofie is een erfelijke aandoening in de spieren, waardoor deze niet of onvoldoende functioneren. Het gaat vooral om de spieren van schouders, bovenarmen, heupen en bovenbenen. Over het algemeen is een geleidelijke achteruitgang in kracht te verwachten. Men weet nog niet hoe vaak dit ziektebeeld voorkomt. Hoewel limb-girdle dystrofie soms sterk lijkt op andere spierdystrofieën, voornamelijk de spierdystrofie van Duchenne en Becker, is door DNA-onderzoek vastgesteld dat er sprake is van een apart ziektebeeld. Bovendien is uit dit onderzoek gebleken dat er verscheidene typen limb-girdle dystrofie bestaan, aangezien op een aantal chromosomen DNA-veranderingen zijn vastgesteld. Limb-girdle dystrofie kan op elke leeftijd ontstaan; het ontstaat echter vooral op oudere leeftijd. Men merkt meestal dat er iets aan de hand is als men door zwakte van heupen beenspieren een waggelende gang krijgt. Kinderen hebben vaak moeite met hollen en vallen veel. Uit een stoel opstaan of traplopen kan lastig zijn. Door zwakte in de schouders kan het moeilijk zijn om de haren te kammen, iets van een hoge plank te pakken of zwaar te tillen. Vermoeidheid kan een grote rol spelen. De spierzwakte neemt doorgaans langzaam in ernst toe, maar per individu zijn er grote verschillen. Dit lijkt samen te hangen met het type limb-girdle dystrofie. Bij sommige typen kan men binnen enkele jaren niet meer lopen en raakt men aangewezen op allerlei hulpmiddelen. Bij andere typen gaat de achteruitgang juist erg langzaam en zijn de verschijnselen mild te noemen. Er zijn aanwijzingen dat de spierzwakte sneller toeneemt als de ziekte op kinderleeftijd begint. Bij sommige mensen kan ook de hartspier verzwakt raken, wat in het begin niet wordt opgemerkt. Uiteindelijk kan het leiden tot kortademigheid en ernstige vermoeidheid. De behandeling is vergelijkbaar met de boven genoemde NMA1,3.

1.5 Congenitale myopathie Congenitale myopathieën is een groep aandoeningen van de spieren van het skelet. Deze aandoeningen zijn vanaf de geboorte aanwezig. Congenitale myopathieën worden veroorzaakt door fouten in de bouw van de vezels waar de skeletspieren uit bestaan. Er kan sprake zijn van zwakke spieren van de heupen en benen, achterstand in de lichamelijke ontwikkeling, problemen met bijvoorbeeld rennen en traplopen. Ook zwakke spieren van de ogen en een lang gezicht met een vooruitstekende kaak kunnen voorkomen. Of en de mate waarin symptomen tot uiting komen, is afhankelijk van het type congenitale myopathie en verschilt van persoon tot persoon1, 4.

1.6 Ontstaan van contracturen Een dwangstand van een gewricht wordt een contractuur genoemd. Het gewricht kan niet meer alle voor dat gewricht gebruikelijke bewegingen uitvoeren. Bij NMA kunnen contracturen optreden door bijvoorbeeld verbindweefseling na een ontsteking, maar de belangrijkste oorzaak van het ontstaan van een contractuur is een langdurig verkeerde stand van een gewricht5. In een onderzoek van een populatie van 26 patiënten met Duchenne spierdystrofie uit revalidatiecentrum ‘Het Roessingh’6 werd bevestigd dat er naast dorsaalflexie en ulnairdeviatie contracturen ook anders soorten contracturen, zoals supinatiecontracturen ontstaan in de onderarm en pols. Dominantie van de handen en de richting van de scoliose lijken het ontstaan van de ulnairdeviatie en supinatie contractuur te beïnvloeden, maar geven geen significante verschillen. Het gebruik van zilverringen geeft een statistisch significante daling van het ontwikkelen van contracturen in het metacarpofalangeale gewricht.


Pagina: 8

Rolstoelgebonden factoren, zoals de positie van de handen op de rolstoelbediening bevorderen de ontwikkeling van bepaalde contracturen.

1.7 Behandelmethode De meeste kinderen met een NMA worden behandeld vanuit revalidatiecentra die zich hierin hebben gespecialiseerd. De behandeling is gericht op het stimuleren van de ontwikkeling, lichamelijk en psychosociaal. Een revalidatiearts coördineert de behandeling en kan daarbij verschillende deskundigen inschakelen zoals een fysiotherapeut, ergotherapeut, logopedist, maatschappelijk werker, orthopedagoog of diëtist. Soms worden patiënten geopereerd aan een verkromming van de wervelkolom. Als de ademhalingsspieren verzwakken, kan de ademhaling ´s nachts kunstmatig worden ondersteund door beademing via een neuskap of in een later stadium door permanente beademing via een gaatje in de luchtpijp (tracheostoma). Ook regelmatige controle van het hart, in principe één keer per jaar vanaf de leeftijd van tien jaar, is aangewezen. Als er afwijkingen ontstaan, kan al voordat er symptomen zijn, worden gestart met behandeling ter ondersteuning van het hart1.


Pagina: 9

2 Ondersteuning van de armfunctie Veel NMA patiënten krijgen op een gegeven moment problemen met het uitvoeren van algemene dagelijkse handelingen (Algemene Dagelijkse Levensverrichtingen of ADL) doordat de functie van de arm en de hand aangedaan is. Er zijn verschillende hulpmiddelen op de markt die een patiënt ondersteunen bij het uitvoeren van ADL. Om een goed overzicht te krijgen van wat er op de markt verkrijgbaar is voor de ondersteuning van arm functie is er een overzicht gemaakt van verschillende soorten hulpmiddelen. Afgezien van een aantal producten uit het buitenland, zijn dit voornamelijk apparaten van Nederlandse makelarij. De reden hiervoor zou kunnen zijn dat in Nederland veel van deze producten worden vergoed door de zorgverzekeraars. In de literatuur worden de verschillende hulpmiddelen voor het ondersteunen van de armfunctie ingedeeld in drie categorieën: robotische manipulatoren, actieve armondersteuningen (of actieve orthesen) en passieve armondersteuningen (of passieve orthesen)7.

2.1 Robotische manipulatoren In de revalidatie kunnen zowel manipulatoren als robotarmen gebruikt worden om taken uit te voeren. Volgens Wikipedia is een manipulator een instrument bedoeld om de menselijke hand te vervangen en kunnen manipulatoren gebruikt worden als de mens niet zelf in staat is om te manipuleren, bijvoorbeeld in de ruimte, de diepzee (in deze gevallen vindt de besturing op afstand plaats, dit wordt tele-manipulatie genoemd) of bij gebrek aan handfunctie. Hoewel het onderscheid tussen een robot en een manipulator in de literatuur niet altijd even duidelijk is, is het niet helemaal hetzelfde. Bij een manipulator wordt iedere as afzonderlijk aangestuurd zonder programmeren. Een robotarm is regeltechnisch geavanceerder en is wel programmeerbaar. Dit maakt de besturing van een robotarm eenvoudiger. Ook het aantal vrijheidsgraden is anders. Een robotarm heeft zes (of meer) vrijheidsgraden, waardoor gesynchroniseerde aansturing mogelijk is. Dit betekend dat meerdere assen tegelijkertijd aangestuurd kunnen worden. Een manipulator heeft minder dan zes vrijheidsgraden, waardoor slechts één as tegelijkertijd aangestuurd kan worden. Er zijn op dit moment twee fabrikanten die een robotarm/manipulator verkopen, namelijk Exact Dynamics en Phybotics. Focal Revalidatietechniek is bezig om een product op de markt te brengen.

2.1.1 Exact Dynamics (NL) - ARM

Figuur 1 Robotarm ARM

De Manus werd eind jaren tachtig ontwikkeld door een samenwerkingsverband bestaande uit het Hoensbroek instituut voor revalidatie, TNO in Delft en het AFM (Association Française contre les Myopathies)8. De eerste versie kon alleen door middel van een toetsenbord bediend worden. Eind jaren negentig kwam er een vernieuwd model, de Assistent Robot Manipulator (ARM), die ook bediend kon worden met bijvoorbeeld de joystick van de rolstoel. De ARM is de meest geavanceerde armrobot die er momenteel verkrijgbaar is. De ARM bestaat uit een verticale kolom die aan de rolstoel bevestigd wordt. Eventueel kan er een liftunit geplaatst worden waardoor het bereik in verticale


Pagina: 10

richting met 25cm toeneemt. Aan de verticale kolom is een arm bevestigd, vergelijkbaar met de bovenarm van een mens. Doordat de verticale kolom en deze arm t.o.v. elkaar kunnen roteren, wordt het mogelijk om bewegingen naar buiten toe te maken. Aan de arm, bevestigd aan de kolom, is een tweede arm bevestigd, vergelijkbaar met de onderarm van een mens. De beweging tussen deze twee armen is vergelijkbaar met het ellebooggewricht. Aan de tweede arm is een grijper bevestigd die kan roteren rond drie verschillende assen t.o.v. de onderarm. Tot slot kan er met de grijper een object vastgepakt worden. De aansturing van de ARM wordt geregeld door een computer. Deze bepaald welke motoren aangestuurd moeten worden, wanneer de gebruiker een opdracht geeft. Door dit regelsysteem hoeft de gebruiker niet iedere motor afzonderlijk aan te sturen. Rond januari 2008 wordt er een nieuwe versie gelanceerd, de i-ARM genaamd, met meer functionaliteiten. Dit type zal een lager gewicht hebben en smaller zijn. Ook zal deze versie naast de huidige twee bewegingsmodes een derde mode hebben, namelijk de ‘pilot’ mode. In deze mode beweegt de ARM in de richting waarin de grijper georiënteerd is9.

2.1.2 Exact Dynamics (NL) – AMI De AMI is een goedkopere en eenvoudigere versie van de ARM. Het verschil is dat er vijf in plaats van zes assen zijn. De vijfde as, dicht bij de grijper is weggelaten. Er wordt gesteld dat de AMI, net als de Raptor (zie paragraaf 2.1.3), bedoeld is voor mensen met nog een redelijke arm/hand/vinger functie, dat is nodig bij bijvoorbeeld drinken om zelf het glas nog te kunnen aanpakken en leeg te kunnen drinken. Naast het weglaten van een van de assen, maakt de AMI ook geen gebruik van een computer om de bewegingen te sturen. Omdat de AMI een uitgeklede versie is van de ARM, kan het eenvoudig geüpgrade worden mocht dat voor de patiënt nodig zijn, zonder dat daarvoor een geheel nieuw product aangeschaft moet worden10.

2.1.3 Phybotics (VS)- Raptor

Figuur 2 Robotarm Raptor

De Raptor is een robotmanipulator ontwikkeld in Amerika. Het heeft net als de AMI vijf assen die afzonderlijk aangestuurd worden. Qua functionaliteit lijkt de Raptor op de AMI. De Raptor heeft in plaats van een verticale kolom waar twee armen aan bevestigd zijn, twee armen die rechtstreeks aan de rolstoel bevestigd worden. De eerste arm, die langer is dan de tweede, wordt aan de rolstoel bevestigd. Deze arm kan draaien rond een as aan de achterzijde van de rolstoel en de tweede arm kan draaien om een as door de eerste arm en rond een as haaks op de eerste arm. De grijper kan roteren rond een as door de tweede arm. De besturing kan door middel van een joystick of toetsenbord plaats vinden.11.


Pagina: 11

2.1.4 Focal Revalidatietechniek (NL)– Bridget

Figuur 3 Robotarm Bridget

Momenteel is de Bridget nog in ontwikkeling. Het apparaat is gebaseerd op een industriële pick-and-place robot van de firma Neuronics uit Zwitserland12. Qua prijs zal dit product tussen de ARM en de AMI/Raptor inzitten. Een verschil met de andere revalidatierobots is dat het gewicht en de afmetingen kleiner zijn. Het bereik wordt hiermee ook kleiner dan dat van de andere drie robots. Ook het maximale tilgewicht is kleiner. De Bridget wordt op een rails gemonteerd, waar het apparaat elektrisch over heen te bewegen is. Volgens de fabrikant gaat er gebruik gemaakt worden van een computer die de aansturing van de motoren regelt.

2.1.5 Vergelijking armrobots In bijlage 2 staat een tabel, waarin vier armrobots met elkaar worden vergeleken. De vergelijking is gebaseerd op de input van de desbetreffende fabrikanten/leveranciers verkregen en op eigen waarnemingen van de verschillende producten. Om een goede objectieve vergelijking te kunnen maken, zouden de verschillende armrobots uitvoerig getest moeten worden onder vergelijkbare omstandigheden. Dat is tijdens dit onderzoek niet gedaan. Bij de keus voor een robotarm is het belangrijk om te kijken wat een gebruiker wil gaan doen met de robotarm. De ARM is qua functionaliteit het meest geavanceerd. De prijs is echter hoger dan die van de andere drie robots. Een voordeel van de Raptor kan zijn dat het eenvoudig achter op de rolstoel te plaatsen is, waardoor het niet buiten de rolstoel uitsteekt wanneer het apparaat niet in gebruik is. Dit kan echter ook een nadeel zijn, omdat er niet altijd ruimte over is achter de rolstoel en ook kan het conflicten opleveren met de rugverstelling. Een ander voordeel kan zijn dat de Raptor smaller is dan de ARM/AMI waardoor het beter oogt. Technisch is de Raptor echter minder goed dan de ARM en ook qua veiligheid is de ARM beter. Bij de Raptor is het bijvoorbeeld mogelijk dat de bedrading klem komt te zitten tussen de beweegbare onderdelen, waardoor deze kunnen beschadigen. De AMI zit qua prijs in dezelfde categorie als de Raptor. De functionaliteit van de AMI is enigszins beter dan de Raptor (bij bijvoorbeeld het drinken blijft het glas horizontaal bij het naar de mond brengen). De vormgeving van de AMI is hetzelfde als de ARM. De robotarm Bridget heeft het kleinste tilgewicht (0.5kg vs. 2kg) en ook de reikwijdte is ongeveer de helft kleiner als bij de andere drie hulpmiddelen. Door de kleinere afmetingen is de Bridget minder opvallend. Aangezien de esthetica van een robotarm is aangegeven als een belangrijk punt, is het mogelijk dat er gebruikers zijn die de voorkeur zouden geven aan de Bridget. Functioneel gezien is het lagere tilgewicht en de kleinere reikwijdte van de Bridget echter een nadeel.


Pagina: 12

2.2 Actieve armondersteuningen Er wordt veel onderzoek gedaan naar actief aan te sturen armprotheses. Op het gebied van armorthesen zijn dergelijke ontwerpen echter (nog) minder succesvol13. Een actieve armondersteuning is te vergelijken met een robotische manipulator waarin/-aan de arm van de gebruiker bevestigd wordt, de bewegingen in alle richtingen worden door de armondersteuning bekrachtigd. Deze toevoeging maakt het ontwerpen van dergelijke apparaten complex en momenteel is er nog geen commercieel verkrijgbaar product.

2.2.1 MULOS (UK, ITA)

Figuur 4 Prototype van de onderzoeksrobot MULOS

De Mulos is een elektrisch aangedreven apparaat met vijf vrijheidsgraden (drie bij de schouder, een bij de elleboog en een voor pronatie/supinatie). Er zijn verschillende manieren denkbaar voor de aansturing. Volgens de onderzoekers behoren switches, joysticks, combinaties van deze twee en andere standaard interfaces tot de mogelijkheden13. Het systeem kan op verschillende manieren toegepast worden:

• Ondersteunende robot, direct verbonden met de arm, om minder valide personen te helpen bij het maken van gecontroleerde bewegingen. De aansturing kan op verschillende manieren, bijvoorbeeld door middel van een joystick met vijf vrijheidsgraden;

• Continue passieve beweging voor gewrichtstherapie na een letsel. De bewegingen worden van te voren in geprogrammeerd;

• Trainingsapparaat voor ouderen of revalidanten. De conclusie van Johnson e.a.13 was dat er nog een lange weg van testen te gaan was, voordat het product toegepast zou kunnen worden. De grootste problemen zijn de betrouwbaarheid en veiligheid van het product. Als voorbeeld wordt genoemd het gemak waarmee het schoudergewricht ontwricht. Hoewel de kans hierop volgens de auteurs minimaal is, behoort het wel tot de risico’s.

2.2.2 Focal Revalidatietechniek (NL) – McARM


Pagina: 13

Figuur 5 Voorbeeld van hoe de McArm er uit zou kunnen komen te zien

Dit product is nog niet op de markt verkrijgbaar, maar het idee erachter is wel erg interessant. Volgens de fabrikant wordt het met dit product mogelijk om de intentie van de gebruiker te bepalen door gebruik te maken van krachtsensoren. De gebruiker hoeft alleen een beweging in gang te zetten. Deze wordt vervolgens gemeten en bekrachtigd. Volgens een informatiefolder van het product ondersteunt het apparaat actief in het horizontale vlak (inclusief zijwaartse bewegingen), in het verticale vlak en bij het buigen en kantelen van de arm. Externe aansturing met bijvoorbeeld een extra joystick of keypad is dan niet meer nodig. Er zijn geen gebruiksresultaten bekend, maar als dit in de praktijk blijkt te werken, dan zou dit een van de eerste actieve armondersteuningen zijn.

2.3 Passieve armondersteuningen Waar een actieve armondersteuning in staat is een arm te bewegen zonder dat de gebruiker hier zelf inspanning voor hoeft te leveren, is een passieve armondersteuning dit niet. De gebruiker moet zelf nog enige (de hoeveelheid verschilt per product) spierkracht hebben voor de bewegingen. Voordeel hiervan is wel dat de spieren nog enigszins getraind worden. Er zijn verschillende soorten armondersteuningen. Bijvoorbeeld voor de ondersteuning van bewegingen in alleen het horizontale vlak (de verticale stand kan dan handmatig ingesteld worden), waar de ‘feeder’ een voorbeeld van is. Hier worden armondersteuningen bedoeld die alleen ondersteunen in het horizontale vlak. De verticale positie kan wel ingesteld worden, maar deze kan niet door de gebruiker zelf gevarieerd worden. Binnen het Roessingh werd dit type hulpmiddel in het verleden veel gebruikt. De nieuwste ontwikkelingen op dit gebied gaan een stap verder dan alleen het ondersteunen van bewegingen in het horizontale vlak, ook de bewegingen in het verticale vlak kunnen worden ondersteund. Wereldwijd wordt er veel onderzoek gedaan op dit gebied, maar er zijn echter maar weinig commercieel verkrijgbare producten. In Nederland zijn er nu drie fabrikanten die een product op de markt hebben gebracht. Al deze apparaten hebben eigenlijk hetzelfde doel, namelijk de zwaartekracht die op de arm werkt en eventueel op een op te tillen object compenseren. De meeste bewegingen moeten nog steeds door de gebruiker zelf gemaakt worden, dus enige resterende spierkracht is nog steeds noodzakelijk, maar omdat er wel gebruik gemaakt wordt van een bepaalde vorm van aandrijving, beginnen deze producten in de richting van actieve armondersteuningen te verschuiven. Naast de producten van Nederlandse fabrikanten zijn er ook nog twee andere producten beschreven, een uit Amerika en een uit de UK.

2.3.1 MicroGravity Products (NL) - ARMON

Figuur 6 Armondersteuning ARMON


Pagina: 14

De basis van de ARMON is aan de TU Delft ontwikkeld en er zijn twee uitvoeringen, namelijk de Office en de Wheelchair. Beide uitvoeringen maken voor de ondersteuning van de bewegingen in het verticale vlak geen gebruik van een actieve aansturing maar van een veersysteem waarvan de kracht ingesteld kan worden. De ‘Office’ kan bevestigd worden aan een stoel en is bedoeld voor mensen met bijvoorbeeld RSI klachten. De kracht die het veersysteem levert kan door middel van een hendel aan de onderkant van het apparaat ingesteld worden. Op deze manier kan het apparaat zo ingesteld worden dat de armen van de gebruiker gewichtsloos aanvoelen, hij/zij hoeft dan geen kracht te leveren om de arm(en) omhoog te houden. De ‘Wheelchair’ is in principe precies hetzelfde product, alleen wordt de kracht van het veersysteem niet door het draaien aan een hendel maar door een elektromotor veranderd. De gebruiker kan dan een heel eenvoudig zelf de kracht variëren en op deze manier is het mogelijk om een object op te tillen. Volgens Herder et.al. 14 is het apparaat oorspronkelijk bedoeld voor mensen die vallen in de categorie 3-5 van de Brooke Index (zie bijlage 1). Tijdens een onderzoek naar de effectiviteit van het apparaat zijn drie gebruikers gevolgd, een met SMA I, een met SMA II en een met Becker spierdystrofie. Hoewel dit aantal gebruikers voor een gedegen onderzoek aan de lage kant is, kunnen de ervaringen van deze gebruikers wel een beeld schetsen van de effectiviteit van de Armon. Een van de gebruikers had eigenlijk te weinig restfunctionaliteit (Brooke Index 6), maar door het continu instellen van het apparaat, kon deze persoon toch goed met de ARMON overweg. Wat in het onderzoek naar voren kwam was dat de gebruikers het lastig vonden om de armen naar de buitenkant te bewegen, terwijl dit in theorie niet zwaarder zou moeten zijn. Als reden hiervoor worden fysiologische eigenschappen genoemd die meer weerstand in die richting opleveren. Ook zou het kunnen dat gebruikers niet gewend zijn om hun armen in die richting te bewegen. Eind 2005, begin 2006 is er op het forum van de vereniging spierziekten Nederland (VSN) een discussie opgestart om te kijken wat de ervaringen van gebruikers van de verschillende armondersteuningen waren15. Het ging hierbij om de hulpmiddelen Armon, Sling en Top (beide van Focal). De reacties over de ARMON waren samengevat als volgt: Positief:

• Het apparaat is subtiel • Het zit aan de rolstoel gemonteerd en het is eenvoudig van de rolstoel af te halen • Door de elektrische compensatie kun je objecten optillen • De eigen arm is weer in hoogte te verplaatsen en eten, drinken en telefoneren is weer

mogelijk. • Het valt bijna niet op. • Het is mogelijk om te reiken naar dingen, bijvoorbeeld iets uit een lade pakken • Instellen van de compensatiekracht is niet moeilijk, dit gaat onbewust • Rolstoel wordt er nauwelijks brederi van en het ziet er mooi uit • Het is mogelijk om de arm in horizontale richting een impuls te geven door op een knopje te

drukken. Hierdoor kun je bijvoorbeeld de lift bedienen Negatief:

• Het is moeilijk om je arm in balans te houden • De bekrachtiging beperkt zich tot verticale beweging • Het is niet mogelijk om de armsteun zelf aan en uit te doen • Als je arm in balans ligt en je wilt iets oppakken, klapt de arm naar voren • Als de ARMON op de zitting bevestigd is en de stoel wordt gekanteld, dan valt de arm naar

achteren, hij wil dan bijna niet meer naar voren. Als alles aan de basis vast wordt gezet, dan is de omhoog/omlaag functie niet meer te gebruiken

• Arm kan niet meer buiten de armleggers komen

i Om de rolstoel niet breder te laten worden, zal de armlegger verwijderd moeten worden.


Pagina: 15

2.3.2 Exact Dynamics (NL) - DAS

Figuur 7 Tekening van de armondersteuning DAS

Volgens de ontwerpers van dit product, kunnen de huidige producten die op de markt zijn nog verder verbeterd worden16. Aan de hand van gesprekken met personen uit de doelgroep en experts op het gebied van revalidatietechniek, is er een nieuw ontwerp tot stand gekomen. De DAS bestaat uit een lift waarop een verticale staaf bevestigd is. Aan de bovenkant wordt haaks op deze staaf een tweede staaf bevestigd (zie figuur). Door de manier van bevestigen kan de tweede staaf bijna wrijvingsloos bewegen in het horizontale vlak. In de lift bevindt zich een veercompensatie systeem, dat met behulp van een motor versteld kan worden. De kracht die de lift in verticale richting levert, kan door de gebruiker gevarieerd worden, bijvoorbeeld door gebruik te maken van twee knopjes of een joystick. De DAS is inmiddels marktklaar en de eerste gebruikservaringen zijn positief. Men is name tevreden over het grote werkbereik, de lage benodigde restfunctionaliteit die nodig is om het apparaat te bedienen en de goede integratie met de rolstoel..

2.3.3 Focal Revalidatietechniek (NL) – Sling

Figuur 8 SLING armondersteuning

De Sling maakt gebruik van ophanging en gewichtscompensatie door een contragewicht. Het ‘wagentje’ aan de draagarm en de manier van uitlijnen zorgen ervoor dat de krachten op de arm altijd onder een optimale hoek aangrijpen. De Sling kan gemonteerd worden op een stoel, rolstoel of verrijdbaar onderstel en tweezijdige toepassing is mogelijk. Een voordeel van de Sling ten opzichte van andere types armondersteuningen zou kunnen zijn, de snelle instelbaarheid en het vlotte aanleggen bij de gebruiker. Ook zijn er geen dragende structuren onder de arm waardoor het apparaat niet snel in de weg zit, bijvoorbeeld bij gebruik boven een klein


Pagina: 16

rolstoel werkblad.17 Om deze redenen wordt dit type binnen het Roessingh op de kinderafdeling regelmatig gebruikt in therapiesessies. Nadelen zijn dat het voor continu gebruik niet geschikt is, aangezien de stellage dan wel in de weg zit. Ook is het apparaat erg opvallend en hoewel niet iedereen dit als een probleem ervaart, is het volgens verschillende ergotherapeuten wel een belangrijk punt. De reacties op het VSN forum15 over de Sling waren als volgt:

• Met de Sling zwiep ik minder dan met de TOP, omdat de eerste schokken door de draden opgevangen worden.

• Sling is niet meer geschikt voor ons zoontje vanwege zijn beperkte schouder en bovenarm spierkracht. Ook is het niet geschikt vanwege de beperkte rompstabiliteit

2.3.4 Focal Revalidatietechniek (NL) – TOP/HELP

Figuur 9 Focal TOP met HELP module

De armondersteuning TOP is een onderarmsteun voor mensen met beperkte kracht in schouder en/of arm om bewegingen in het horizontale vlak te ondersteunen. Met module HELP wordt ook verticale verplaatsing mogelijk door gebruik te maken van een voorgespannen elastisch koord (dit heeft dezelfde functie als het veercompensatie systeem van de ARMON en de DAS. Een verschil tussen een veer en een elastisch koord is dat een elastisch koord zich niet lineair gedraagt). Op het moment dat de gebruiker niet meer voldoende restfunctionaliteit over heeft om de arm zelf goed te verplaatsen in het verticale vlak met de vooraf ingestelde veerspanning, is het gebruik van de HELP module alleen niet voldoende. Er kan dan een elektrische bekrachtiging geplaatst worden, waardoor de arm in verticale richting verplaatst kan worden met behulp van een motor die met een joystick te bedienen is. De gebruiker hoeft zelf geen kracht te leveren om de arm in verticale richting te balanceren. Dit kan zowel als een voordeel als een nadeel gezien worden. Een voordeel is dat de arm verticaal goed in positie blijft. Nadeel is dat hierdoor geen vrije beweging mogelijk is en de motoren ten allen tijde nodig zijn voor verplaatsingen. De basis, de TOP zelf, is een assenstelsel met diverse draaipunten, voorzien van een armschaal en een bevestigingspunt aan de stoel, rolstoel of tafel18. Nadeel is dat de verschillende links in een singuliere configuratie kunnen komen, wat er voor zorgt dat de arm in bepaalde punten in de ruimte ongewenst kan gaan versnellen. De reacties op het VSN forum15 over de TOP waren als volgt:

• Ik kan weer zelfstandig koffie drinken en telefoneren

• de TOP ging mij veel te licht, daardoor zwiepte ik nogal eens • Ik kon de rolstoel niet meer normaal besturen toen de TOP bevestigd was • De armleuning van de rolstoel gaat verloren als de TOP bevestigd is • Ik werd uit mijn zitbalans getrokken en dan kon ik niet meer overeind komen


Pagina: 17

• Ik had te weinig spierkracht om mijn arm weer op de armlegger te duwen daarom ben ik met de TU-Delft bezig geweest om de ARMON te ontwikkelen

2.3.5 Focal Revalidatietechniek (NL) – Victor

Figuur 10 Prototype van de armondersteuning Victor

Ook dit product van Focal is nog niet op de markt verkrijgbaar, maar er is al wel een prototype gemaakt. Het product is qua vormgeving en werking vergelijkbaar met de Armon, met als verschil dat het draaipunt om de verticaal boven in de constructie geplaatst is, in plaats van aan de onderkant. Daardoor kan dit apparaat dichter bij de rolstoel gemonteerd worden dan de Armon. Wanneer de Victor dicht tegen de rolstoel aan wordt bevestigd, wordt ook de beweging naar buiten toe niet beperkt. De verdere voor- en nadelen zijn nog niet bekend, omdat er nog geen gebruiksresultaten beschikbaar zijn.

2.3.6 Neater Solutions Inc (UK) - Neater Arm Support

Figuur 11 Neater Arm Support

De Neater Arm Support, ontwikkeld aan de Universiteit van Cambridge (UK), is in hoogte verstelbaar, door een knop in te drukken met de andere hand. Het apparaat bestaat uit een canvas sling, waarin de onderarm kan rusten en deze is door middel van drie lichtgewicht metalen armen verbonden met een verticale buis. De sling en de metalen armen vormen het bewegende gedeelte van de armondersteuning en dit gedeelte beweegt op en neer langs de verticale buis. De buis is op maat gemaakt, zodat deze past op de achterkant van de rolstoel. Het apparaat wordt aangesloten op de accu’s van de rolstoel. De prijs van het product is inclusief training en aanpassing aan de rolstoel (binnen de UK) omgerekend €300019,20

2.3.7 JAECO Orthopedic (VS) - WREX De WREX (of JAECO mobile arm support – MAS) is een armondersteuning die in Wilmington, Amerika, ontworpen is door Rahman et.al. 21 Voor dit product is specifiek onderzoek gedaan naar het

Draaipunt

Verticale as


Pagina: 18

gebruik bij kinderen. De proefpersonen voor een van de onderzoeken waren kinderen tussen de vier en twintig jaar, waarvan vier met SMA, vijf met een congenitale myopathie, zeven met Duchenne spierdystrofie en één met Becker spierdystrofie21. De auteurs concludeerden dat het grootste probleem is dat voor het uitvoeren van veel ADL een pronatie/supinatie functie nodig is. Veel gebruikers die aan het onderzoek mee hebben gewerkt hadden een slechte supinatie/pronatie functie en dit wordt niet door dit type orthese ondersteund. Deze orthese is al wel commercieel verkrijgbaar, maar wordt nog verder ontwikkeld. Dit zal echter nog wel even duren want dit artikel is afgelopen juni gepubliceerd. De WREX wordt vooral gebruikt voor onderzoek en trainingsprogramma’s voor mensen die revalideren na een beroerte.22

` Figuur 12 WREX armondersteuning

2.3.8 Vergelijking producten Wereldwijd zijn er verschillende armondersteuningen verkrijgbaar, maar de hulpmiddelen die in Nederland ontwikkeld worden zijn het meest geavanceerd. Er zijn drie armondersteuningen met elkaar vergeleken, die alle drie in Nederland ontworpen zijn en die momenteel op de markt verkrijgbaar zijn. Het resultaat is in de tabel in bijlage 3 weergegeven. Bij de keus voor een bepaald type armondersteuning is het belangrijk om te bedenken waarvoor deze gebruikt dient te worden. De TOP/HELP combinatie van Focal is qua opbouw het meest eenvoudig en ook de prijs is lager dan de ARMON en de DAS (de exacte prijs van de DAS is niet bekend, maar er is aangenomen dat deze hoger zal zijn dan die van de TOP). De DAS wordt op het eerste gezicht als het minst opvallend ervaren. Dit is getest met behulp van foto’s van de verschillende hulpmiddelen. Deze zijn tijdens een aantal gesprekken met therapeuten en potentiële gebruikers laten zien. De benodigde spierkracht die nodig is voor het gebruiken van de hulpmiddelen is niet onderzocht. Wel is er op een forum van de VSN aangegeven dat de TOP/HELP bij gebruikers met zeer weinig spierkracht heen en weer kan gaan zwiepen. Dit komt doordat de links in een singuliere configuratie terecht kunnen komen. De ARMON en de DAS hebben hier geen last van. De verwachting is echter dat de spierkracht die nodig is voor het gebruiken van de ARMON groter is doordat het gehele apparaat mee beweegt tijdens bewegingen in het horizontale vlak. Of dit problemen oplevert bij gebruikers met zeer weinig spierkracht is niet bekend. De bewegingsvrijheid van gebruikers is bij de DAS het grootst. De TOP/HELP heeft een beperking bij bewegingen naar boven en naar beneden toe. De ARMON is vooral beperkt in bewegingen naar buiten toe. Hoewel veel patiënten met een NMA vaak al een sterk beperkte bewegingsvrijheid hebben, door bijvoorbeeld contracturen in de gewrichten, is tijdens gesprekken met patiënten gebleken dat het pakken van een object buiten het werkblad wel als belangrijk ervaren wordt. Wanneer de armondersteuningen deze bewegingen in principe wel mogelijk zouden maken, zou het voor een bepaalde groep gebruikers misschien wel uitkomst kunnen bieden. Nadeel van de Top is dat de ruimte onder de arm niet vrij is, dit is bij de ARMON en de DAS wel het geval. Op dit moment is dit type hulpmiddel waarschijnlijk het meest geschikt vanaf het moment dat mensen niet meer in staat zijn zelfstandig eten en drinken naar de mond te brengen (Brooke 4)


Pagina: 19

3 Probleemomschrijving Volgens van Halteren e.a. is een robotarm “een hulpmiddel voor zeer ernstig lichamelijk gehandicapten met weinig of geen armen handfunctie. Het biedt ondersteuning in basale activiteiten, zoals eten, drinken, deuren openen, bediening van apparatuur, etc. Personen die bijna volledig afhankelijk zijn van anderen voor de uitvoering van algemene dagelijkse handelingen, kunnen met behulp van de robotmanipulator enige mate van zelfstandigheid verkrijgen”.23 Hoewel een robotarm in theorie veel mogelijkheden biedt voor mensen met bijvoorbeeld een vergevorderd stadium van een NMA die geen schouder en handfunctie meer hebben, is het gebruik door patiënten op de kinderdivisie van het Roessingh erg beperkt. Er worden verschillende redenen genoemd waarom de hulpmiddelen zo weinig gebruikt worden. Ten eerste is de functionaliteit van de eigen hand in veel gevallen nog relatief goed, waardoor het gebruik van een robotarm eerder een belemmering is dan een uitkomst. Ook staan de meeste kinderen (nog) niet stil bij het feit dat ze ooit enige mate van zelfstandigheid nodig hebben. Het vragen van een ouder of hulpverlener om hulp gaat vaak sneller dan het zelf uitvoeren van de desbetreffende taak met de robotarm Er is gesproken met twee jongens die een robotarm hebben, en zij gebruiken het apparaat eigenlijk alleen om mee te eten. Hoewel ze allebei blij waren dat ze met behulp van de robotarm enigszins zelfstandig kunnen eten, waren ze verder overwegend negatief over de prestaties en het uiterlijk. Ze vonden dat de robotarm: - te groot is - te zwaar isii - er lomp uitziet - de rolstoel breder maakt - zich snel in het gezichtsveld

bevindt als je met iemand praat - niet genoeg hefkracht heeft - te langzaam te besturen is - niet precies genoeg te besturen is Ook treden er snel contracturen op, omdat de arm van de patiënt niet meer in beweging is. Hoewel een populatie van twee personen niet groot genoeg is om harde conclusies te kunnen trekken, is de verwachting dat het gebruik van een armondersteuning die de zwaartekracht opheft nuttig. Het zou een uitkomst kunnen bieden voor die patiënten die eigenlijk nog niet toe zijn aan een robotarm. Volgens Bats e.a.6 helpt het gebruik van een dergelijk systeem het ontstaan van contracturen tegen te gaan. Ook zien deze systemen er subtieler uit en is de besturingssnelheid hoger. Een beperking is echter dat de huidige armondersteuningen niet geschikt zijn voor mensen met een slechte handfunctie. Met een armondersteuning is het dan wel mogelijk om de arm te bewegen door de ruimte, het oppakken en vasthouden van een object is dan echter nog steeds niet mogelijk. Er zal nu gekeken worden in hoeverre er voor de ondersteuning van de armen handfunctie gebruik gemaakt kan worden van een armondersteuning, welke functies er niet ondersteund worden en op welke manier dit eventueel op te lossen is.

ii Dit is voor de gebruiker zelf geen probleem, maar wel voor bijv. de ouders die het apparaat op de rolstoel moeten plaatsen.

(Hebben betrekking op de afmetingen van het apparaat)


Pagina: 20

3.1 Beperking armondersteuningen Zodra een patiënt onvoldoende handfunctie over heeft om object vast te kunnen houden, is het gebruik van een armondersteuning (passief of actief) niet meer voldoende. Voor het uitvoeren van veel dagelijkse taken is een grijpfunctie van de hand nodig, alleen wordt deze beweging door geen enkel type armondersteuning ondersteund. In een gezonde situatie worden nog veel meer bewegingen gebruikt, bijvoorbeeld proneren/supineren van de arm en flexie/extensie van de pols. Of het noodzakelijk is om ook deze bewegingen te ondersteunen is onbekend. Het is ook denkbaar dat een persoon goed in staat is om ADL uit te voeren wanneer de arm in een bepaalde stand gefixeerd wordt. Als de grijpfunctie (en eventueel het proneren/supineren van de onderarm) ondersteund zou worden, kan er langer gebruik gemaakt worden van een armondersteuning, waardoor ook de beweeglijkheid in de eigen arm langer in stand wordt gehouden. Er hoeft dan ook minder snel overgestapt te worden op het gebruik van een robotarm. Voorwaarde om van een dergelijke oplossing gebruik te kunnen maken is wel dat er nog niet te veel contracturen aanwezig zijn. Het aantal gebruikers dat baat zou kunnen hebben bij een dergelijke toepassing is moeilijk te schatten. Op de volwassenen ergotherapie binnen het Roessingh wordt momenteel de armondersteuning van Focal gebruikt door bijvoorbeeld mensen met ALS. Er werd geschat dat er tussen de 35-40 mensen waren met ALS, waarvan naar schatting 10% een armondersteuning gebruikt24. Een opmerking die geplaatst werd, was dat wanneer mensen met een slechte of geen handfunctie ook baat zouden krijgen bij een armondersteuning (doordat ook de pronatie/supinatie functie en het grijpen ‘hersteld’ wordt) er meer mensen in aanmerking zouden komen. Ook op de kinderdivisie is de verwachting dat een dergelijke oplossing nuttig kan zijn en volgens de revalidatiearts op het gebied van dwarslaesie is een ondersteunende armondersteuning met een ondersteuning voor de grijpfunctie ondersteuning een interessante optie. In het volgende hoofdstuk zal voor zowel het grijpen als de pronatie/supinatie van de onderarm gekeken worden welke oplossingen er op de markt zijn om de desbetreffende functie uit te voeren. Bij het zoeken naar oplossingen is er vanuit gegaan dat het voldoende zou zijn om de arm en hand aan één kant functioneel te houden. De kans bestaat dan dat er contracturen optreden aan de andere zijde van het lichaam, maar het maakt wel meerdere oplossingen mogelijk omdat de niet functionele hand dan gebruikt kan worden om de functionele hand aan te sturen. Aangezien in veel gevallen toch een van beide armen al dominant is of meer gebruikt wordt, is het effectiever om te zorgen dat deze in ieder geval functioneel blijft.


Pagina: 21

4 Bestaande technieken Armondersteuningen zijn in staat om de bewegingen in het schoudergewricht en flexie/extensie van de elleboog te ondersteunen. Hierbij wordt de eigen arm in beweging gehouden, wat positief is om contracturen tegen te gaan. Echter voor het uitvoeren van veel dagelijkse taken, is ook een goede handfunctie vereist. Dat wordt door een dergelijke orthese niet ondersteunt. Het bedrijf JAECO Orthopedic in Amerika maakt gebruik van de armondersteuning WREX voor patiënten met een NMA die niet meer in staat zijn ADL uit te voeren. Naast het ondersteunen van de armfunctie hebben zij ook veel onderzoek gedaan naar het toevoegen van een ondersteuning voor pronatie/supinatie en grijpen. Volgens dhr. Conry25 (directeur van het bedrijf) zouden dergelijke toevoegingen erg nuttig zijn voor het ondersteunen van ADL voor de meeste gebruikers van een armondersteuning. Zelf hebben ze in de afgelopen jaren verschillende ideeën uitgetest, maar het is nog niet gelukt om een geschikte oplossing te vinden. De reden hiervoor is dat alle producten die het bedrijf produceert lichaamsbekrachtigd zijn en het is nog niet gelukt om een grove beweging van de schouder te gebruiken voor fijne bewegingen in de hand. Producten die door het bedrijf momenteel verstrekt worden, zijn beschreven in paragraaf 4.1.1 en 4.2.1

4.1 Pronatie / supinatie arm Een enigszins gesupineerde oriëntatie van de arm is noodzakelijk om bijvoorbeeld een glas drinken op te kunnen pakken. Er zijn verschillende systemen die een actieve pronatie/supinatie van de arm trachten mogelijk te maken.

4.1.1 Veersysteem Een voorbeeld van een veersysteem is te zien in Figuur 13. Dit hulpmiddel wordt gebruikt in combinatie met de WREX armondersteuning. Het wordt bevestigd onder de armsteun en het gewicht van de onderarm van de patiënt wordt gebruikt om een mechanische veer op te spannen en zo een kracht in de richting van pronatie of supinatie te genereren. Wanneer de arm horizontaal ligt, zorgt de veer ervoor dat de onderarm in een neutrale positie blijft. Wanneer de hand richting het gezicht verplaatst wordt, bijvoorbeeld om te eten, dan zorgt de veer ervoor dat de arm geproneerd of gesupineerd (afhankelijk van hoe de veer is ingesteld) wordt, doordat het effectieve gewicht van de arm lager wordt25.

Figuur 13 Veersysteem voor de ondersteuning van het proneren/supineren van de onderarm26

4.1.2 Onderarm exoskelet In Zwitserland is een armrobot ontwikkeld, bedoelt voor revalidatiedoeleinden. Het eerste prototype van deze robot bevatte vier actieve vrijheidsgraden (horizontale, verticale en interne/externe schouderrotatie en flexie/extensie in de elleboog). In het tweede prototype zijn daar de vrijheidsgraden pronatie/supinatie van de onderarm en flexie/extensie van de pols bijgekomen27. Het onderdeel voor pronatie/supinatie wordt op maat gemaakt en het bestaat uit een halfronde geleider en een soort van kar waaraan de onderarm bevestiging gemonteerd wordt. De aandrijving bestaat uit een staal kabel die langs de uiteinden van de geleider lopen en om de schacht van de motor die op het karretje bevestigd is.


Pagina: 22

Figuur 14 Schematische weergave van het elleboog en pols gedeelte van de ARMin II28

Kiguchi e.a. 29 hebben in Japan een draagbaar exoskelet ontworpen met 2 vrijheidsgraden, die elleboog flexie/extensie en pronatie/supinatie van de arm mogelijk maakt. Het doel van het systeem is ondersteunen bij onderarm bewegingen tijdens dagelijks gebruik of voor revalidatie. Een belangrijke eis voor het ontwerp was dat het exoskelet geen pijn mag veroorzaken tijdens gebruik. Het is niet eenvoudig om het proneren/supineren van de onderarm te ondersteunen door middel van exoskelets, omdat de doorsnede van de pols ovaalvormig is. Het grootste gedeelte van het onderzoek is besteed aan het aansturen van het systeem door middel van EMG signalen. Andreasen e.a.30 hebben een soortgelijk robotisch systeem ontwikkeld, alleen voor pronatie/supinatie, om te ondersteunen bij revalidatie van de bovenste extremiteit, voor mensen met een neurologische aandoening (bijvoorbeeld een dwarslaesie, hersenletsel of een beroerte). Het systeem wordt gebruikt om herhalende motorische bewegingen te maken, in een poging het neurologische herstel te bevorderen.

Figuur 15 Systeem ontwikkeld door Kiguchi

Benjuya e.a.31 hebben geprobeerd om het probleem van een verlamde arm op een zodanige manier op te lossen, dat enkele dagelijkse taken uitgevoerd kunnen worden. Er wordt gebruik gemaakt van eenvoudige braces en spalken die extern en intern aangedreven worden. De bewegingen die de hybride arm orthese mogelijk maakt zijn schouder abductie, elleboog flexie, pols pronatie/supinatie en grijpen. Volgens de auteurs moet een dergelijke orthese eenvoudig en esthetisch mooi zijn, om voor een langdurige acceptatie door de gebruiker te zorgen. De bewegingen, die de orthese kon ondersteunen, konden door middel van schakelaars in de hoofdsteun van de rolstoel worden aangestuurd. Het systeem is getest met twee dwarslaesie patiënten die verlamd waren aan alle vier de ledematen. De patiënten hebben verschillende ADL uitgetest, waaronder eten, na een training van 1-2 uur. De gebruikers waren erg tevreden over het resultaat. In het onderzoek wordt echter niet beschreven waar de patiënten precies toe in staat waren. Ook is het prototype niet verder ontwikkeld.


Pagina: 23

Figuur 16 Schematische weergave van het onderste gedeelte van de orthese, voor

pronatie/supinatie en het bewegen van de vingers

4.1.3 Implanteerbaar exoskelet De onderzoeksgroep onder leiding van Kiguchi (Japan) 32 heeft ook een skelet robot gepresenteerd dat in de onderarm ingebracht kan worden, om zo de elleboog flexie/extensie en onderarm pronatie/supinatie (nodig voor het uitvoeren van ADL) te ondersteunen. Het is dus eigenlijk een aangedreven, kunstmatig gewricht. Het systeem wordt aangestuurd door EMG signalen, maar ook een andere aansturing zou mogelijk kunnen zijn. De effectiviteit van het systeem is geëvalueerd (met mensen) en hoewel het effect positief was, kon het systeem nog niet genoeg kracht genereren om de kracht van een normaal elleboog gewricht te evenaren.

Figuur 17 Schematisch weergave van het principe van het systeem

4.1.4 Functionele elektrostimulatie (FES) FES is een techniek waarbij zenuwen geactiveerd worden door middel van een elektrische stroom. Een spier die niet meer geactiveerd wordt, doordat de zenuwen die hier verantwoordelijk voor zijn niet meer werken, kan met behulp van FES toch weer kracht leveren. Voor mensen waarbij de spieren zelf niet meer functioneren (patiënten met bijvoorbeeld Duchenne, Becker of limb-girdle spierdystrofie) is deze techniek niet te gebruiken. In geval van een dwarslaesie, een beroerte of een neurologische aandoening, is het in principe wel mogelijk. Onder anderen aan de Universiteit Twente en Roessingh Research en Development wordt onderzoek gedaan naar elektrostimulatie. Het stimuleren van spieren die verantwoordelijk zijn voor het supineren van de arm is onderzocht door een groep uit Japan33. Volgens de auteurs is het mogelijk om de stimulatie van de elleboog flexoren


Pagina: 24

brachioradialis en de biceps brachii zo in te stellen dat er supinatie van de arm optreedt, maar dat de kracht die verantwoordelijk is voor flexie van de arm constant blijft.

4.2 Grijpen m.b.v de eigen hand Naast de ondersteuning van het proneren en supineren van de arm, zijn er ook verschillende hulpmiddelen die ondersteuning bieden bij het grijpen.

4.2.1 Veersysteem Het bedrijf JAECO Orthopedic heeft ook een hulpmiddel voor het grijpen. Net als alle andere producten van het bedrijf wordt voor de aansturing lichaamskracht gebruikt, die door middel van een veersysteem overgebracht wordt op de orthese. De duim wordt door de orthese gefixeerd evenals de gewrichten in de wijs- en middelvinger. De orthese maakt het mogelijk om bewegingen rond het MCP gewricht te bekrachtigen. Hierdoor is het mogelijk om een object vast te pakken.

4.2.2 Aangedreven orthesen Onderstaand model uit 1990 is ontworpen voor het gebruik bij dwarslaesie patiënten en is een onderdeel van de orthese die beschreven is in paragraaf 4.1.2. Het idee is dat de duim gefixeerd wordt en dat twee vingers mechanisch bewogen kunnen worden. De auteurs hebben een EMG aangestuurde aandrijving in gedachten, maar dit is niet noodzakelijk en het ontwerp zou misschien voor het gebruik bij patiënten met een NMA gebruikt kunnen worden. Een voordeel van dit ontwerp is dat het erg simpel is. Over de effectiviteit en het gebruiksgemak was echter geen informatie te vinden31.

Figuur 18 Hand orthese om grijpen mogelijk te maken.

In Figuur 20 is een soortgelijk model weergegeven, alleen dan wat moderner. Ook hier wordt de duim gefixeerd en worden twee vingers mechanisch bewogen. Hiervoor heeft de gebruiker zelf geen spierkracht nodig34

Figuur 19 Een pneumatische aangedreven handorthese om te kunnen grijpen


Pagina: 25

4.2.3 Exoskelet voor de hand In het vorig genoemd ontwerp werden twee vingers in het geheel bewogen, de afzonderlijke vingerkootjes konden niet aangestuurd worden. In onderstaand ontwerp is dit wel mogelijk. De aandrijving bestaat uit pneumatische cilinders, dit maakt het dus ook mogelijk om de vingers te bewegen zodra er een kracht op uit wordt geoefend35. Net als in het vorige ontwerp wordt de duim gefixeerd en kunnen de vingers bewogen worden. Om het ontwerp te versimpelen is ervoor gekozen om maar een vinger te ondersteunen. Ook dit ontwerp is in de eerste plaats bedoeld voor mensen met verlamde handen en de aansturing zou dan plaats kunnen vinden door middel van EMG signalen. Voor het gebruik bij mensen waarbij de spieren zelf zijn aangedaan is dit echter minder goed mogelijk, maar de aansturing zou ook op een andere manier plaats kunnen vinden.

Figuur 20 Exoskelet met pneumatische aandrijving

Een exoskelet voor de hele hand voor revalidatiedoeleinden is afkomstig uit Duitsland. De focus van dit ontwerp ligt echter op het revalidatie proces na bijvoorbeeld een beroerte. Om ongecontroleerde beweging van de vingers tegen te gaan, is het door de mechanische constructie en wrijving in bepaalde onderdelen, niet mogelijk de vingers te bewegen zonder enige aandrijving. Het systeem is in staat om de verschillende gewrichten in de vingers afzonderlijk aan te kunnen sturen36. Het doel van dit ontwerp is in de eerste plaats het revalideren van de vingers. Het is niet direct bedoeld om te ondersteunen bij het grijpen. Er is dan ook niet nagedacht over het eventueel fixeren van de duim.

Figuur 21 Hand exoskelet, ontworpen voor revalidatie

Niet alleen in de revalidatietechnologie wordt er gekeken naar manieren om de functie van de hand ondersteunen, ook in de ruimtevaart wordt hier aandacht aan besteedt. Zo is er voor de NASA een exoskelet voor de hand ontworpen om vermoeidheid van de handen van astronauten tijdens het uitvoeren van werkzaamheden te voorkomen37. Dit is nodig omdat het pak wat de astronauten tijdens deze werkzaamheden dragen erg stug is, en het bewegen van de vingers daardoor erg veel kracht kost. Met het exoskelet is het mogelijk om zowel een krachtige handgreep (groot contactoppervlak tussen vingers en handpalm) als een precieze vingergreep te maken (alleen contactoppervlak tussen een vinger en de duim). Om het model te versimpelen is ervoor gekozen om de pink en ringvinger niet afzonderlijk te bewegen en ook de duim wordt niet bewogen.


Pagina: 26

Figuur 22 Hand exoskelet voor astronauten

4.2.4 Kunstmatige rubberen spieren Ook in Japan wordt onderzoek gedaan naar het versterken van de handfunctie. Sasaki38 e.a. hebben met behulp van kunstmatige rubberen spieren een draagbaar apparaat ontworpen om te assisteren bij het grijpen met de hand. In onderstaande figuur is schematisch weergegeven hoe dit er ongeveer uit zou moeten zien. Er zijn verschillende soorten kunstmatige spieren (buisachtige actuator die gekenmerkt wordt door verkorting onder invloed van drukopbouw), maar de bekendste op dit moment is de McKibben spier39. Dit is een pneumatische actuator die bestaat uit een rekbaar slangetje binnen een kousje van gevlochten nylon. Het kousje is zo geweven dat het zich verkort als het dikker wordt. Door met perslucht de druk in het slangetje te verhogen, wordt de spier stijver en levert daardoor meer trekkracht. De kracht die volgens de onderzoekers geleverd kan worden is ongeveer 23N (dit komt overeen met ongeveer 2.5kg). Wanneer de hand een cilindrische staaf van 0.6cm doorsnede vastgrijpt, is de contactkracht bij de vingertoppen tussen de 14N en 20N. In Figuur 23 is schematisch weergegeven hoe de spieren geplaatst worden. Om het gebruiksgemak te vergroten is het mogelijk om een soort van handschoen te maken die de gebruiker aan kan trekken, waarin de kunstmatige spieren verwerkt zijn.

Figuur 23 Ondersteuning van de grijpfunctie met behulp van rubberen spieren

4.2.5 FES Naast het stimuleren van spieren die verantwoordelijk zijn voor pronatie/supinatie van de arm kunnen ook spieren die zorgen voor het grijpen van de hand gestimuleerd worden. Hiervoor zijn verschillende apparaten beschikbaar en een daarvan, de ‘Ness Handmaster’ is binnen het Roessingh ook gebruikt en getest40. De conclusie van het onderzoek was dat er verschillende factoren zijn die ervoor zorgen dat de Handmaster functioneel succesvol is of niet, zo moet het mogelijk zijn om de spieren te stimuleren en de patiënt moet gemotiveerd zijn om te leren omgaan met apparaat. Het apparaat bestaat uit een orthese waarin elektroden zijn geïntegreerd ter hoogte van bepaalde spieren (onderarmflexoren, extensoren en duimmuismusculatuur). De spieren worden via de perifere zenuwen geactiveerd door elektrische pulsen41.


Pagina: 27

Figuur 24 De Ness Handmaster voor elektrostimulatie

4.3 Grijpen m.b.v. een extra grijper Naast het herstellen of verbeteren van de eigen hand functie is het ook mogelijk om een extra grijper te gebruiken voor het oppakken en/of vasthouden van objecten. Een voordeel hiervan zou kunnen zijn dat er geen rekening gehouden hoeft te worden met de pronatie / supinatie van de arm. Deze functie kan namelijk door een grijper overgenomen worden. Er zijn verschillende grijpers beschikbaar die gebruikt zouden kunnen worden als aanvulling op de beschreven armondersteuningen. Door de fabrikant van de ARM wordt onderzoek gedaan naar het optimaliseren van de grijper42. In de huidige versie bevindt zich in het ene kootje een groef overdwars en in het andere kootje een groef in de lengterichting. Op deze manier kan bijvoorbeeld een potlood op verschillende manieren vastgepakt worden. Ook zijn de uiteinden van beide kootjes beweegbaar, waardoor de grijper zich beter om een object heen sluit. Verder sluit de grijper parallel zodat een object niet uit de grijper gedreven wordt (zie Figuur 25). Naast deze grijper zijn er nog drie andere ontwerpen beschreven, deze zijn echter nog niet uitvoerig getest.

Figuur 25 Grijper die momenteel op de ARM bevestigd wordt.

Door van der Helm e.a.43 is uitvoerig bestudeerd hoe een object zo optimaal mogelijk vast gepakt kan worden met zo weinig mogelijk losse delen. De onderzoekers zijn uitgegaan van een model waarbij de falanxen van de grijper zich helemaal om een object heen krullen (Figuur 26 links). De conclusie van het onderzoek was dat een optimaal resultaat wordt verkregen wanneer de falanxen van de grijper uit drie kootjes bestaan, zoals in een natuurlijke vinger dus eigenlijk. De effectiviteit van deze grijper is in samenwerking met de fabrikant van de robotarm ARM getest.


Pagina: 28

Figuur 26 (links) model van een grijper dat zich helemaal om een object heen krult

(rechts) optimale model waarbij de falanxen van de grijper uit drie delen bestaat

Naast bovenstaande grijpers die ontworpen zijn voor het gebruik op een robotarm, is er op de Duitse markt een hulpmiddel verkrijgbaar voor mensen met een beperkte handfunctie, ontworpen door een man die zelf geen handfunctie meer heeft als gevolg van een dwarslaesie44. De grijper kan worden bevestigd aan de hand of een ander lichaamsdeel, afhankelijk van de restfunctionaliteit van de gebruiker. Er zijn verschillende afmetingen en typen grijpers beschikbaar. Het openen en sluiten van de grijper wordt bediend met een schakelaar die aangepast kan worden aan de behoefte van de gebruiker. Het systeem wordt aangedreven door een pneumatische (luchtdruk) energievoorziening die als een rugtas op de rolstoel geplaatst wordt. Het gebruik van een pneumatisch systeem heeft als voordeel dat de omvang van de grijper klein kan blijven. Het reservoir moet na ongeveer 400 handelingen opgepompt worden. Een nadeel is dat de afmetingen van de energievoorziening aanzienlijk zijn. Aangezien er achter op de rolstoel niet altijd veel ruimte meer beschikbaar is, zou dit problemen op kunnen leveren.

Figuur 27 Pneumatisch aangedreven grijper

Robotarm ARM


Pagina: 29

5 Functie analyse

5.1 Functies De belangrijkste functie van een armondersteuning die uitgebreid is met een ondersteuning van de handfunctie, is om mensen met te weinig spierkracht in zowel de arm als de hand in staat stellen om ADL zelfstandig uit te voeren waarbij de eigen arm en hand in ieder geval nog bewogen worden.

5.2 Eisen De eisen die gesteld worden aan een dergelijke oplossing zijn:

• Het hulpmiddel moet licht zijn; Als het te zwaar wordt is het niet meer mogelijk om de arm te bewegen met een armondersteuning

• Het hulpmiddel moet krachtig genoeg zijn om objecten vast te pakken die gebruikt worden bij het uitvoeren van ADL

• Het hulpmiddel moet eenvoudig te installeren en weg te leggen zijn; Dit is voor de gebruiker zelf niet zo belangrijk, maar wel voor bijvoorbeeld de ouders.

• Het gebruik van het hulpmiddel moet eenvoudig zijn • De patiënt moet er gebruik van willen maken. Hiervoor is het belangrijk dat een hulpmiddel

voldoen aan drie essentiële kenmerken, namelijk o het model (hoe ziet het er uit?, past het bij mij?), o de pasvorm (kan het lichaam het hulpmiddel verdragen?, irriteert het niet?) en o de gebruiksmogelijkheden.

Er is een sterke onderlinge wisselwerking tussen deze drie kenmerken45. • Het hulpmiddel moet functioneel zijn

ADL moeten uitgevoerd kunnen worden. Romilly e.a. 46 hebben met behulp van interviews met potentiële gebruikers van een actieve armondersteuning onderzocht welke taken gebruikers graag weer zelfstandig uit zouden willen kunnen voeren, die ze niet meer konden. Dit is gedaan omdat er wel resultaten beschikbaar waren voor potentiële gebruikers van een armrobot, maar niet voor een (actieve) armondersteuning en de verwachting was dat er verschil zou zijn tussen deze twee groepen. Er zijn elf mensen geïnterviewd, waarvan zeven met limb-girdle spierdystrofie, twee met ALS, een met polio en een met een C5/6 dwarslaesie. Drie personen hadden geen grijpfunctie, vijf hadden een gedeeltelijke en drie hadden een goede. Onderstaande tabel is een samenvatting van de respons op de vraag: “Wat is de top vijf van taken die je graag zou willen doen, maar die je niet kunt?”

Taak Frequentie Reiken, oppakken van objecten 9 Persoonlijke hygiëne 7 Hobby/werkzaamheden 7 Eten/drinken 6 Huiswerk 4 Aan-/uitkleden 4 Grip verstevigen 4 Koken 2 Naar het toilet gaan 2 Lezen 1 Computer gebruiken 1 Tabel 1 Prioriteiten verkregen uit interviews met potentiële gebruikers

Door Bats., is een soortgelijk onderzoek gedaan, zij heeft een enquête in laten vullen door dertien Duchenne patiënten tussen de 14 en 29 jaar. De patiënten hadden van negen verschillende handelingen aangegeven (met cijfer tussen 0 en 10) hoe graag ze die weer met


Pagina: 30

hun eigen handen uit zouden willen voeren. De uitkomsten van het onderzoek staan in bijlage 4. In onderstaande tabel zijn de gemiddelde cijfers weergegeven. De gegevens van twee personen zijn weggelaten, omdat ze de tabel niet hadden ingevuld. Taak Cijfer Kriebelen aan je neus 8,7 Iets pakken buiten bereik van werkblad rolstoel (bv kastje)

8,5

Eten 8,1 Typen op toetsenbord 7,7 Iets kunnen betalen 7,7 Een hand geven of iemand aanraken 7,5 Drinken 6,8 Pen vasthouden 6,3 Een beker vasthouden 5,8 Tabel 2 Prioriteiten verkregen uit interviews met potentiële gebruikers van het

Roessingh

5.3 Wensen • Bij de keus van een hulpmiddel wordt er vaak al een stap verder gedacht: “kan ik hier over een

tijdje ook nog mee werken?” Het zou mooi zijn als een hulpmiddel up-te-graden is. Wanneer de armfunctie minder is, kan er een armondersteuning aangeschaft worden. Wanneer er meer functies achteruit gaan, moet dit stap voor stap aangevuld kunnen worden.


Pagina: 31

6 Ideeën In geval van een aandoening waarbij de spieren zelf aangedaan zijn is FES niet mogelijk. Er kan een stimulus toegediend worden, maar de spier zal hier niet of weinig op reageren. Omdat er voornamelijk gezocht is naar een oplossing voor personen met een spierdystrofie is er niet verder naar de mogelijkheden van FES gekeken. Voor bijvoorbeeld patiënten met een dwarslaesie of een neuromusculaire aandoening waarbij de spieren zelf nog wel intact zijn, zou het echter wel een optie kunnen zijn. De huidige armondersteuningen kunnen uitgerust worden met een polssteun. Dit is bedoeld voor mensen die niet meer genoeg spierkracht hebben om de pols in extensie te houden. Een dergelijke polssteun hindert het proneren/supineren van de onderarm. Toch worden deze steunen vaak gebruikt en mensen die nog wel een grijpfunctie hebben, kunnen op deze manier goed functioneren. Als de polssteun zo ontworpen wordt dat de arm in een enigszins gesupineerde stand gebracht wordt, dan maakt de oriëntatie van de hand het mogelijk om objecten op te pakken en naar de mond te brengen. Een probleem zou kunnen zijn dat door de lichte supinatie de oriëntatie van de hand het niet mogelijk maakt om een klein object van tafel te pakken. Dit is echter verder niet onderzocht.

6.1 Zilverringen Met behulp van zilverringen kan een hulpmiddel gemaakt worden waarbij de duim gefixeerd wordt, evenals de wijs- en middelvinger47. Een verend element dat deze beide delen met elkaar verbindt kan dan het openen van de hand verzorgen, waarbij de vingers bewegen rond het MCP gewricht. Wanneer er een kabeltje wordt bevestigd aan het gedeelte om de wijs- en middelvinger, dat door een dunne flexibele buis langs de onderarm loopt kan de grijpfunctie ondersteund worden. De kracht om het kabeltje aan te trekken kan geleverd worden door een klein motortje dat bijvoorbeeld op de armsteun van een passieve armondersteuning bevestigd kan worden. Een nadeel is dat er gewerkt wordt met een kabel. Hoewel de krachten die hierop komen te staan niet groot zijn, bestaat de kans dat de kabel af en toe vervangen moet worden.

Figuur 28 Schets van een hulpmiddel gebaseerd op zilverringen, (hiervoor is gebruik gemaakt van

zilverringen ontworpen door de firma WE Designiii)

6.2 Mechanische polsorthese In paragraaf 4.2.2 staat een afbeelding (figuur 18) van een mechanische aangedreven orthese voor de ondersteuning van de grijpfunctie. Hoewel dit product nooit op de markt gebracht is, zou het principe gebruikt kunnen worden voor de ontwikkeling van een nieuw type orthese. Een belangrijk aspect is het uiterlijk van een dergelijk hulpmiddel. Er zal dan ook goed nagedacht moeten worden over de vormgeving. Er zou een polsorthese gemaakt kunnen worden waarmee de duim gefixeerd wordt, zodat de onderkant van de duim vrij blijft. Hierdoor kan een object beter vastgehouden worden en ook de sensibiliteit in de duim blijft behouden. De wijs- en middelvinger kunnen met een steuntje gefixeerd worden en dit steuntje scharniert ter hoogte van het MCP gewricht op de polsorthese. Met een wormwiel kan de kracht van een motortje op het steuntje overgebracht worden. Er zijn de afgelopen jaren steeds kleinere en betere motoren gekomen, waardoor het mogelijk moet zijn om het motortje in de orthese te verwerken.

iii http://www.silversplints.com/nl/


Pagina: 32

6.3 Polsorthese met kabel In plaats van een tandwielcombinatie zou er ook een kabel gebruikt kunnen worden om de vingers te flexeren. De wijs- en middelvinger kunnen gefixeerd worden met een bandje om de twee middelste falanxen en een om de twee proximale falanxen. Om te voorkomen dat er extensie van de vingers optreedt, kunnen deze twee bandjes aan de bovenkant aan een gebogen staafje vastgemaakt worden (zie onderstaande figuur rechts). De distale falanxen worden alleen aan de bovenkant afgeschermd, zodat er bij het optillen van een object nog gebruik gemaakt kan worden van de wrijving tussen de vingertoppen en het object. Aan het bandje om de middelste falanxen is een kabel bevestigd die door een motortje in de handpalm aangetrokken kan worden. Dit motortje kan in de orthese geplaatst worden. Een voordeel is dat er voor de polsorthese weinig materiaal nodig is aan de buitenkant, omdat hier niets aan bevestigd hoeft te worden. Er is dus meer hand zichtbaar. Een nadeel is weer dat er gewerkt wordt met een kabel. Een dergelijk ontwerp is echter wel relatief eenvoudig te realiseren. Dit idee is in samenwerking met Roessingh Revalidatie Techniek verder uitgewerkt.

Figuur 29 Polsorthese met kabel om kracht op de vingers over te brengen

6.4 Polssteun met kabel De verschillende passieve armondersteuningen kunnen al geleverd worden met een ondersteuning voor de pols. De vormgeving van deze polssteun is niet in alle gevallen optimaal, waardoor het een belemmering kan zijn bij het grijpen. Het moet ook mogelijk zijn om een afdruk van de handpalm te maken, die als polssteun op de armondersteuning bevestigd kan worden. Het aantrekken van de kabel kan vervolgens weer door middel van een motortje dat bevestigd wordt in de handpalm of aan de armsteun. Om grijpen mogelijk te maken zou de arm enigszins in een gesupineerde positie geplaatst kunnen worden.

Figuur 30 Polsondersteuning met kabel om kracht op de vingers over te brengen

6.5 Extra grijper Wanneer het niet mogelijk is, bijvoorbeeld door contracturen, om de eigen hand te gebruiken voor de grijpfunctie kan er misschien nog wel gebruik gemaakt worden van een extra grijper, zoals te zien is in Figuur 31. Een dergelijke oplossing maakt het mogelijk om de grijper te positioneren in de ruimte met gebruik van de eigen arm. Er wordt er een staaf aan het gedeelte van de armondersteuning, waar de arm in rust, bevestigd. De staaf zal dik genoeg moeten zijn om plaats te bieden voor de aansturing en


Pagina: 33

aandrijving van de grijper. Aan het uiteinde van de staaf, net voorbij de vingers, is een grijper bevestigd (in de figuur is de grijper van de robotarm ARM gebruikt). De grijper heeft twee functies, namelijk roteren en grijpen.

Figuur 31 Schematische weergave van het gebruik van een extra grijper

In plaats van een grijper die met een staaf aan de armondersteuning wordt bevestigd, zou er ook gebruik gemaakt kunnen worden van een grijper die aan de hand kan worden bevestigd (zie paragraaf 5.3).


Pagina: 34

7 Discussie Er is vanuit gegaan dat de functie van een gezonde arm/hand zo goed mogelijk hersteld moet worden. Hoewel er informatie beschikbaar is welke taken potentiële gebruikers graag weer zelfstandig uit zouden willen kunnen voeren, is het moeilijk om in te schatten of hoe dit in de praktijk zal gaan. Er is met verschillende kinderen gesproken over de vraag wat ze graag zouden willen kunnen en wat ze vonden van het idee van het ondersteunen van de arm en eventueel ook de hand, maar zij vonden het moeilijk zich goed in deze situatie in te leven. Tijdens deze stageopdracht zijn veel van de beschreven hulpmiddelen bekeken en uitgeprobeerd. Om echter te kunnen onderzoeken welk hulpmiddel het meest geschikt zou zijn voor welke patiënt in welke situatie, zouden de verschillende hulpmiddelen onder dezelfde omstandigheden getest moeten worden. Wanneer een persoon met een verminderde armfunctie meerdere typen hulpmiddelen uit zou proberen, kan hij of zij een beeld schetsen van bijvoorbeeld de benodigde krachten per apparaat. Naast de vraag wat er ondersteund zou moeten worden en welk type armondersteuning het meest geschikt zou zijn, kan ook de aanvraag bij de verzekeraar tot problemen leiden. Momenteel zit er vaak meer dan een half jaar tijd tussen de aanvraag van een hulpmiddel en de levering. Bij de doelgroep met progressieve spierziekten is het belangrijk dat dit sneller gebeurt. Als dit niet het geval is, bestaat de kans dat men achter de feiten aan blijft lopen, omdat de situatie van de patiënt binnen dat halve jaar weer veranderd kan zijn.

7.1 Conclusie Voor de ondersteuning van de armfunctie zijn verschillende hulpmiddelen beschikbaar. Passieve armondersteuningen kunnen goed gebruikt kunnen worden door patiënten met een NMA, mits er nog niet teveel contracturen aanwezig zijn en er nog genoeg restfunctionaliteit is om bewegingen mogelijk te maken. Wanneer ook de functie van de hand dermate verminderd is dat het niet meer mogelijk is zelfstandig objecten vast te houden, zou er gebruik gemaakt kunnen worden van een hulpmiddel dat de grijpfunctie ondersteund. Er is verder onderzoek nodig om te evalueren wat gebruikers hier van vinden en of dit werkelijk nuttig is. Er is een prototype gemaakt om de werking van het idee, beschreven in paragraaf 6.3, te demonstreren.


Pagina: 35

8 Referenties 1 Handboek Spierziekten, 3e druk, Baarn: uitgeverij De Kern, (2002) 2 van Deutekom JC, Bremmer-Bout M, Janson AA, Ginjaar IB, Baas F, den Dunnen JT, van Ommen GJ., Antisense-induced exon skipping restores dystrophin expression in DMD patient derived muscle cells, 1: Human Molecular Genetics 10-15, (2001), pag.1547-1554 3 Vereniging Spierziekten Nederland, (2001), Meer over spierziekten - limb-girdle spierdystrofie, http://www.vsn.nl/spierziekten/diagnose.php?diagnose_id=8 (november 2001) 4 Erfocentrum, (2007), Congenitale myopathie, http://www.erfelijkheid.nl/zena/congemy.php (april 2007) 5 Winkler Prins medische encyclopedie, Utrecht: Uitgeverij Het Spectrum bv, (2006) 6 Bats J.C, van Westen - de Boer M.H, van Groningen M.C, Development and Classification of Contractures in Upper Extremity in Duchenne Muscular Dystrophy Influencing Hand Function, (2005) 7 Herder J.L, development of a statically balanced arm support: ARMON, Proceedings of the 2005 IEEE 9th International Conference on Rehabilitation Robotics volume 2005, (2005), pp 281-286 8 Hillman M, Rehabilitation robotics from past to present - a historical perspective, Proceedings of the ICORR 2003 (The Eighth International Conference on Rehabilitation Robotics), (2003) 9 Exact Dynamics BV, beschrijving robotarm ARM, http://www.exactdynamics.nl/nederlands/index.html, (10 september 2007) 10 Exact Dynamics BV, beschrijving robotarm AMI, http://assistive-innovations.com/nederlands/ami.html, (10 september 2007) 11 RTD het Dorp, Raptor handleiding versie 5.0 RTD, (2007) 12 http://www.neuronics.ch 13 Johnson, G.R., Carus, D.A., Parrini, G., Scattareggia Marchese, S., Valeggi, R., The design of a five-degree-of-freedom powered orthosis for the upper limb, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine 215-3, (2001), pp 275-284 14 Herder, J.L., Vrijlandt, N., Antonides, T., Cloosterman, M., Mastenbroek, P.L., Principle and design of a mobile arm support for people with muscular weakness, Journal of Rehabilitation Research and Development 43-5, (2006), pp. 591-604 15 diverse auteurs, (2006), internetdiscussie over het gebruik van armondersteuningen, http://www.vsn.nl/myocafe/reaction.php?onderwerp_id=%204171&order_by=ASC, (8 februari 2006) 16 Kramer G, Römer G.W.R.B.E, Stuyt H.J.A, Design of a Dynamic Arm Support (DAS) for gravity compensation, Proceedings of the 2007 IEEE 10th International Conference on Rehabilitation Robotics, (2007), pp 1042-1048 17 Handy-Wijzer, Productinformatie – Focal Sling, http://www.handy-wijzer.nl/viewproduct.asp?OID=110006, (10 september 2007) 18 Handy-Wijzer, Productinformatie – Focal Top, http://www.handy-wijzer.nl/viewproduct.asp?OID=110005, (10 september 2007) 19 Neater Solutions Ltd., Neater Arm Support, http://www.neater.co.uk/NAS.htm, (13 september 2007) 20 Cassell J, (2004), Muscular Dystrophy Campaign, Mobile Arm Supports, http://www.muscular-dystrophy.org/care_support/equipment_and_wheelchairs/mobile_arm.html (1 september 2004) 21 Rahman, T., Sample, W., Seliktar, R., Scavina, M.T., Clark, A.L., Moran, K., Alexander, M.A., Design and testing of a functional arm orthosis in patients with neuromuscular diseases, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering 15-2, (2007), pp 244-251 22 Sanchez R.J., Wolbrecht E., Smith R., Liu J., Rao S., Cramer S., Rahman T., Bobrow J.E., Reinkensmeyer D.J., A pneumatic robot for re-training arm movement after stroke: rationale and mechanical design, Rehabilitation Robotics, 2005. ICORR 2005. 9th International Conference of the IEEE, (2005), pp 500-504 23 Van Halteren A.R., de Wit J.C., Evaluatie subsidie robotmanipulator, college voor zorgverzekeringen, (2004), CvZ-04-193, Diemen, The Netherlands 24 gesprek met mevr. Donkersloot, ergotherapeut op de volwassenen afdeling van het Roessingh 25 Conry M, (President JAECO Orthopedic ), emailconfersatie over het ondersteunen van de pronatie/supinaite beweging en grijpen, (26 september 2007) 26 JAECO Orthopedic, Forearm support mounts, http://jaeco-orthopedic.com/productpages/mainlevel/fsmounts.html (14 september 2007)


Pagina: 36

27 Mihelj M, Nef T, Riener R, ARMin – Toward a six DoF upper limb rehabilitation robot, Proceedings of the First IEEE/RAS-EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics (2006), pp 1154-1159 28 ETH Zurich, (2007), Robot-Aided Arm Therapy with ARMin, http://www.sms.mavt.ethz.ch/research/projects/armin/therapy, (18 april 2007) 29 Kiguchi, K., Tanaka, T., Fukuda, T., Development of a wearable exoskeleton for daily forearm motion assist, Advanced Robotics 19-7, (2005), pp 751-771 30 Andreasen, D.S., Allen, S.K., Backus, D.A., Exoskeleton with EMG Based Active Assistance for Rehabilitation, Proceedings of the 2005 IEEE 9th International Conference on Rehabilitation Robotics Volume 2005, (2005), pp 333-336 31 Benjuya N, Kenney S.B, Hybrid Arm Orthosis, Journal of Prosthetics and Orthotics 2-2, (1990), pp 155-163 32 Kiguchi, K., Kundu, S.K., Development of a 2DOF inner skeleton robot for forearm motion assist, SICE-ICASE International Joint Conference 2006, (2006), pp 1260-1265 33 Naito, A., Yajima, M., Chishima, M., Sun, Y.-J., A motion of forearm supination with maintenance of elbow flexion produced by electrical stimulation to two elbow flexors in humans, Journal of Electromyography and Kinesiology 12-4, (2002), pp 259-265 34 Broadened Horizons Inc., (2007), PowerGrip Assisted Grasp Orthosis, http://www.broadenedhorizons.com/powergrip.htm (1 oktober 2007) 35 DiCicco, M., Lucas, L., Matsuoka, Y., Comparison of Control Strategies for an EMG Controlled Orthotic Exoskeleton for the Hand, Proceedings - IEEE International Conference on Robotics and Automation Volume 2004-2, (2004), pp 1622-1627 36 Wege, A., Kondak, K., Hommel, G., Force Control Strategy for a Hand Exoskeleton Based on Sliding Mode Position Control, IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems, (2006), pp 4615-4620 37 Shields, B.L., Main, J.A., Peterson, S.W., Strauss, A.M., An Anthropomorphic Hand Exoskeleton to Prevent Astronaut Hand Fatigue During Extravehicular Activities, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics Part A:Systems and Humans 27-5, (1997), pp 668-673 38 Sasaki, D., Noritsugu, T., Takaiwa, M., Yamamoto, H., Wearable Power Assist Device for Hand Grasping Using Pneumatic Artificial Rubber Muscle, Proceedings - IEEE International Workshop on Robot and Human Interactive Communication, (2004), pp 655-660 39 Plettenburg D.H, Pneumatic Actuators: a Comparison of Energy-to-Mass Ratio’s, Proceedings of the 2005 IEEE 9th International Conference on Rehabilitation Robotics, (2005), pp 545-549 40 Snoek, G.J., Ijzerman, M.J., In 't Groen, F.A.C.G., Stoffers, T.S., Zilvold, G., Use of the NESS Handmaster to restore handfunction in tetraplegia: Clinical experiences in ten patients, Spinal Cord 38-4, (2000), pp 244-249 41 NESS Nederland BV, NESS H200, http://www.ness.nl/hcp/nessh200.ecp, (24 september 2007) 42 Römer G.W, Stuyt H, Kramer G, O’Callaghan M, Scheffe J., Alternative grippers for the Assistive Robotic Manipulator (ARM), Proceedings of the 2005 IEEE 9th International Conference on Rehabilitation Robotics (2005), pp 473-476 43 Schuurmans J, van der Linde R.Q, Plettenburg D.H, van der Helm F.C.T, Grasp force optimization in the design of an underactuated robotic hand, Proceedings of the 2007 IEEE 10th International Conference on Rehabilitation Robotics, (2007), pp 776-782 44 Oeffner P., (2006), http://www.gripability.com/ (5 oktober 2007) 45 Vreeswijk, P., Lichaam en Hulpmiddel, Utrecht: Chronisch zieken en Gehandicapten Raad Nederland, (2006) 2e druk 46 Romilly, D.P., Anglin, C., Gosine, R.G., Hershler, C., Raschke, S.U., Functional task analysis and motion simulation for the development of a powered upper-limb orthosis, IEEE Transactions on Rehabilitation Engineering 2-3, (1994), pp 119-129 47 Gesprek met dhr. Engelshoven van WE-Design, expert op het gebied van zilverringen voor orthopedische doeleinden, 23 oktober 2007


Pagina: 37

9 Bijlagen

9.1 Bijlage 1: Brooke Index De Brooke Index (opgesteld door Brooke, 1981) is een functionele classificatie van de bovenste extremiteiten:

1. kan de armen, beginnend langs het lichaam, in een volle cirkel zijwaarts heffen tot zij elkaar boven het hoofd raken

2. kan de handen boven het hoofd brengen, maar alleen door flexie van de elleboog of gebruik van hulpspieren

3. kan de handen niet boven het hoofd brengen, maar kan (zo nodig met twee handen) een glas met water naar de mond brengen

4. kan de handen naar de mond brengen, maar kan geen glas water naar de mond brengen 5. kan de handen niet naar de mond brengen, maar kan de handen gebruiken om bijvoorbeeld een

pen vast te houden of iets op tafel te verplaatsen (de zogenaamde ‘table top activities’) 6. heeft geen bruikbare handfunctie


Pagina: 38

9.2 Bijlage 2: Vergelijkingstabel armrobots In onderstaande tabel zijn de ARM, de AMI, de Raptor en de Bridget met elkaar vergeleken. De informatie is met behulp van de desbetreffende fabrikanten/leveranciers. Kanttekening die bij de tabel geplaatst dient te worden is dat niet alle gegevens in dezelfde ‘maten’ gegeven zijn. ARM AMI Raptor Bridget Fabrikant Exact Dynamics

Didam Exact Dynamics Didam

Phybotics Fairfield New Jersey, USA

FOCAL Revalidatie-techniek Berkel-Enschot

(Richt)prijs €40.000 (incl. montage, training, indicatiestelling en 5j service contract)

€30.000 (incl. montage, training, indicatiestelling en 5j service contract)

€30.000 (incl. montage, instructive, indicatiestelling en 5j service contract)

€33.000 (incl. montage, instructie en indicatiestelling)

Maximaal tilgewicht 2kg 2kg 2kg 0.5kg Kleur Zwart Zwart Wit zwart Montage-plaats op de rolstoel:

Zitting rolstoel / chassis rolstoel

Zitting rolstoel / chassis rolstoel

Achterkant rolstoel

Gemonteerd op een rail die langs de zijkant van de rolstoel loopt. De robot kan hier elektrisch overheen verplaatst worden en kan tot achter de stoel geschoven worden

Eenvoudig op rolstoel te plaatsen en af te nemen

Ja Ja Ja ja

Gewicht (van los te koppelen deel)

13kg 13kg 7kg 4,5 kg.

Maakt de rolstoel breder (wanneer niet in gebruik)

Afhankelijk van de rolstoel en montagewijze, max. 7cm

Afhankelijk van de rolstoel en montagewijze, max. 7cm

Nee (wordt achter op rolstoel bevestigd). Tijdens gebruik wel breder

Nee, de rail valt binnen de maten van de elektrische rolstoel. Tijdens gebruik wel breder

Te bedienen met: Door de ingebouwde computer kan iedere input-device welke de gebruiker aan kan, gebruikt worden. Wanneer rolstoel bediend kan worden, kan hetzelfde bedienings-element gebruikt worden voor de ARM.

AMI wordt standaard met een toetsenbord geleverd. Echter iedere input-device is (net als bij de ARM) in principe mogelijk.

Ook te bedienen met een restfunctie, bijvoorbeeld hoofdbeweging

• knoppenkastje Ja • toetsenbord Ja Ja Ja • schakelaars Ja Ja, in combinatie

met joystick bediening

3 (mini) joysticks en één schakelaar

• bediening van de rolstoel Ja Ja Ja joystick rolstoel in


Pagina: 39

ARM AMI Raptor Bridget combinatie met

Easy Rider scanner

• losse joystick Ja Ja Ja Zowel links als rechts te plaatsen met dezelfde onderdelen

Nee, ombouwen van een linker naar een rechter versie is echter eenvoudig. In de praktijk is, na montage geen behoefte om de ARM van links naar rechts (of vise versa) om te bouwen.

Nee, ombouwen van een linker naar een rechter versie is echter eenvoudig. In de praktijk is, na montage geen behoefte om de ARM van links naar rechts (of vise versa) om te bouwen.

Ja Ja

Stroomverbruik (belasting van rolstoelaccu’s)

Gemiddeld 1A 0.5A tot 1A Max. 2A Max. 4A

Vergoedt door zorgverzekeraars

Ja, valt onder Zvw Art. 2.35i

Ja, valt onder Zvw Art. 2.35



Maximale reikwijdte 0.8m (arm) +

0.15m (grijper) + 0.2 (lift) = 1.15m

0.8m (arm) + 0.15m (grijper) + 0.2 (lift) = 1.15m

1.22m 0.65m

Aantal assen (excl. liftfunctie)

6 (arm) + grijper 5 (arm) + grijper 5 (arm) + grijper 5 (arm) + rail + grijper

Liftfunctie Ja (ook op hoog/laag zitverstelling mogelijk)

Ja (optioneel en ook op hoog/laag zitverstelling mogelijk)

Nee, Raptor wordt op bovenframe van de rolstoel geplaatst . Indien de rolstoel is uitgevoerd met H/L zitverstelling wordt het bereik hiermee vergroot.

Optioneel

Benodigde tijd om van ingeklapt tot gebruiksklaar te komen

Ca. 20sec. Kan sneller, maar heeft dan een veiligheidsrisico in zich. Immers, hoe sneller, hoe groter de kans op verwondingen. Daar heeft een fabrikant rekening mee te houden! Opstartijd computer: 0.02 sec.

Ca. 10sec. Kan sneller, maar heeft dan een veiligheidsrisico in zich. Immers, hoe sneller, hoe groter de kans op verwondingen. Daar heeft een fabrikant rekening mee te houden!

Afhankelijk van gebruiker en bediening. Schatting: rond de 20sec.

20 sec.

Snelheid waarmee grijper door de ruimte beweegt (in cm/s)

9 cm/s (Kan sneller, maar heeft dan een veiligheidsrisico

Afhankelijk van de configuratie en welke as beweegt. Maximaal 50 cm/s

Max. 25.4 cm/s. Wanneer ‘elleboog’ gebogen is, max.

Snelheid van de motoren max. 90°/s. Dit komt dan overeen met

i ZiekenfondsWet: http://www.st-ab.nl/wetzvwor1rz.htm (29 oktober 2007)


Pagina: 40

ARM AMI Raptor Bridget in zich. Immers, hoe sneller, hoe groter de kans op verwondingen. Zeker in geval van een payload (2kg)!)

12.7cm/s een max. snelheid van 68cm/sii.

Bewegingsmogelijkheden • Iedere as afzonderlijk aansturen • Grijper beweegt langs een x- y- of z-as in de ruimte en 3 oriëntaties yaw/pitch/roll

• Iedere as afzonderlijk aansturen

• Iedere as afzonderlijk aansturen

• Grijper beweegt langs een x- y- of z-as in de ruimte

Kan object van de grond rapen

Ja Ja Ja Optioneel (het gehele apparaat wordt dan elektrisch gekanteld)

Blijft oriëntatie grijper gelijk bij bewegen van arm?

Ja Ja (nagenoeg). Met name handig als as 2 (schouder) of as 1 (kolom) beweegt.

Nee Ja

Geavanceerde grijper Ja Ja Nee Er kunnen verschillende grijpers ontworpen worden.

Veiligheid: Voldoet aan de norm EN12182 (‘ Technical aids for disabled persons’) en aan vele door Exact Dynamics zelf opgelegde veiligheidseisen, conform CE Medical Device Directive (MDD). De lijst hieronder is dus veel langer.

Zie ARM

• De bedrading is afgeschermd

Ja Ja Ja (er is echter nog wel bedrading te zien bij het ellebooggewricht)

Ja

• Er wordt gebruik gemaakt van slipkoppelingen

Ja Ja Ja Ja

• Continue bewaking van positie, snelheid en kracht

Ja Ja Nee, de elektronica is wel uitgevoerd met overbelasting beveiliging van de

Ja

ii Totale lengte van onderkant tot bovenkant (volledig gestrekt) is 68cm. Hoogte van de basis van de robot is 25cm. De grootst mogelijke cirkel die de grijper volgt heeft dan een straal van 43cm. Met een motorsnelheid van 90°/s levert dit dan een max. snelheid van 68cm/s op.


Pagina: 41

ARM AMI Raptor Bridget motoren.

• Er kan NIET iets klem komen te zitten tussen delen die bewegen t.o.v. elkaar

Ja Ja Nee Nee (door stroombegrenzers wordt wel voorkomen dat er een te grote kracht opgebouwd wordt)

Voordelen (t.o.v. andere producten)

• in joint mode: oriëntatie van de grijper blijft nagenoeg gelijk bij bewegingen in de schouderas • cartesian mode: in staat om een object willekeurig te bewegen in de ruimte, waarbij de oriëntatie behouden blijft. • grijper heeft optimale grip (kootje met groeven, een overdwars, een in lengte). Sluit parallel: object wordt niet uit grijper gedreven • passieve DOF’s in vingerkootjes • geen instabiliteit • reeds > 275 verkocht

• kan eenvoudig geüpgrade worden tot ARM, als dat nodig is • oriëntatie van de grijper blijft nagenoeg gelijk bij bewegingen in de schouderas • geen computersysteem nodig die alle bewegingen berekend • O.a. door de mechanische constructie in de boven- en bovenarm zal de grijper niet kantelen als je alleen de bovenarm wil laten draaien. • geen instabiliteit

• Met dezelfde onderdelen zowel links als rechts te plaatsen • arm los koppelen, motor en elektronica blijven op rolstoel zitten • Relatief laag gewicht • Geen uitstekende delen naast de rolstoel, wanneer de Raptor ingeklapt is. • Geen balans verstoring van de elektrische rolstoel.

• Verplaatsings-mogelijkheid over de rail • Compacte bouw • Geringe eigen gewicht • Mogelijkheid om een beweging (bij voorbeeld van bord naar mond) zelf in te programmeren • Mogelijkheid om op afstand storing uit te kunnen lezen, via een Internet verbinding

Nadelen (t.o.v. andere producten)

• Duurder • Geen polsrotatie • Geringer tilgewicht

Tabel 1 Vergelijking tussen ARM, AMI, Raptor en Bridget


Pagina: 42

9.3 Bijlage 3: Vergelijkingstabel passieve armondersteuningen Er zijn drie hulpmiddelen, allemaal in staat om de beweging in het verticale vlak actief te bekrachtigen en verkrijgbaar in Nederland, met elkaar vergeleken. Kanttekening die bij de tabel geplaatst dient te worden is dat niet alle gegevens in dezelfde ‘maten’ gegeven zijn. ARMON DAS Focal Top/Help Fabrikant MicroGravity Products

Rotterdam Exact Dynamics Didam FOCAL

Revalidatietechniek Berkel-Enschot

Prijs €17.000 (incl. montage, en servicecontract voor 5 jaar)

Nog niet bekend Tussen € 4.400 en € 6.000 (incl. montage)

Maximaal tilgewicht (incl. eigen arm)

+/- 5 kg +/- 5kg 5kg

Kleur Zwart Zwart Zwart, rode elastieken Montage-plaats op de rolstoel:

Op de zijkant van het chassis. Kan ook gelijkertijd links als rechts bevestigd worden

Op de zijkant aan de zitting van de rolstoel of indien gewenst/nuttig aan het chassis

Op de zijkant van het chassis van de rolstoel

Eenvoudig van rolstoel los te koppelen

Ja Ja Losse onderdelen eenvoudig in elkaar te klikken

Gewicht (van los te koppelen deel)

8kg 4,9kg < 1kg

Maakt de rolstoel breder (wanneer niet in gebruik)

Ja, met +/- 10. cm, afhankelijk van type rolstoel.

Nee, ook niet tijdens gebruik

Alleen wanneer de gebruiker erg breed is, kan het geheel enkele cm’s buiten de rolstoel uitsteken.

Te bedienen met: 2 toets of 5 toets bediening

Elk bedieningselement (input-device) welke de gebruiker aan kan, kan worden gebruikt. Als er een rest-functionaliteit is kan men de DAS bedienen. Als men een rolstoel kan rijden, kan men hetzelfde bedieningselement gebruiken voor de DAS.

• knoppenkastje Ja (=standaard) Ja • toetsenbord Ja Ja • schakelaars Mogelijk Ja Ja, Spec Switch / extreem

licht te bedienen handschakelaar / beenschakelaar

• bediening van de rolstoel

Integratie is mogelijk Ja

• losse joystick Mogelijk Ja Ja Zowel links als rechts te plaatsen met dezelfde onderdelen

Nee Nee, Ombouwen van een linker naar een rechter versie is echter eenvoudig. In de praktijk is er na montage geen behoefte om de DAS van links naar rechts (of vise versa) om te bouwen.

Ja

Vergoedt door zorgverzekeraars





Pagina: 43

ARMON DAS Focal Top/Help Aansturing Veercompensatie systeem,

met motor om veer te verstellen (maakt tilbeweging mogelijk)

Veercompensatie systeem, met motor om veer te verstellen (maakt tilbeweging mogelijk)

Veersysteem, met HELP module verticale hoogte in te stellen mbv motor. Geen vering meer

Wrijvingsrem (voorkomt bewegingen van de arm bij rijden met rolstoel)

Ja Parkeerrem Nee (vanaf nov. 2007 te leveren met blokkeersysteem dat de onderarm in iedere willekeurige positie kan blokkeren)

Bewegingsbereik (gebruikers hebben over het algemeen een (veel) kleiner werkbereik als de valide mens):

• omhoog Tot op het hoofd, bij normaal postuur kan de persoon zich op het hoofd krabben.

Bereik van eigen arm Tot ogen

• omlaag Tot net onder armsteun Nagenoeg bereik van eigen arm

Tot armsteun

• naar voren Tot net buiten het werkblad / rolstoel

Bereik van eigen arm Bereik van eigen arm

• naar achteren Tot rugleuning Nagenoeg bereik van eigen arm

Bereik van eigen arm

• naar buiten toe Tot net buiten het werkblad / rolstoel


• flexie/extensie elleboog

Flexie onbeperkt, extensie 150 – 160 graden is te vergroten door fitting aan te passen indien nodig


Beweging naar voren wordt bekrachtigd (liftknop induwen)

Ja (geheel kan worden gekanteld door het kantelen van de zitting van de rolstoel, waardoor voorkeurspositie ontstaat, Armon wil zich “strekken” naar voren of achter).

Ja (geheel kan worden gekanteld door het kantelen van de zitting van de rolstoel, waardoor voorkeurspositie ontstaat, DAS wil zich “strekken” naar voren of achter).

Nee

Arm kan in een bepaalde verticale positie vast gezet worden

Ja Nee Ja (met HELP is er geen vering in verticale richting)

Het product kent singulariteiten (de gebruiker kan ‘vast’ komen te zitten in een bepaald punt in de ruimte)

Nee

Nee (er is een slagbeperking om dit te voorkomen)

Ja (dit kan resulteren in het zwiepen van de arm bij zeer weinig spierkracht)

Gebruik in combinatie met een normaal werkblad is mogelijk

Ja Ja Nee

Voordelen (t.o.v. andere producten)

• de armleggers van de rolstoel (incl. evt. steunkussens) kunnen blijven zitten, de Armon beweegt hier omheen. • wrijvingsrem om de horizontale en de verticale

• grootste werkbereik • alleen massatraagheid eigen arm bij bewegingen • bevestiging aan zijkant van de arm cup. • minder kracht nodig om te bedienen/bewegen

• geen vering in verticale richting • alleen massatraagheid eigen arm bij bewegingen naar buiten toe • apparaat is opgebouwd uit losse componenten,


Pagina: 44

ARMON DAS Focal Top/Help bewegingen te blokkeren, bijv. tijdens rijden. • nauwelijks materiaal onder de arm, hierdoor kan de arm op armlegger of werkblad rusten. • bevestiging aan zijkant van de arm cup

• compacte integratie met rolstoel

eenvoudig op maat te maken

Nadelen (t.o.v. andere producten)

• opgestapelde plaatjes kunnen beweging richting bijv. tafelblad vermoeilijken (arm moet dan hoger opgetild worden)

Tabel 2 Vergelijking tussen de armondersteuningen ARMON, DAS en Focal – Top/Help


Pagina: 45

9.4 Bijlage 4: Uitslag enquete:

9.4.1 Ouder/verzorger: heeft u er problemen mee dat uw zoon/ patient de handen niet goed kan gebruiken?

1 Zelfstandig eten 2 Eten!

Krabbelen aan hoofd In bed draaien

3 - 4 - 5 - 6 Eten

Handen op de stuurknuppel leggen Leuke dingen

7 - 8 - 9 - 10 - 11 Zelf krabben

Zelf eten; met robotarm gaat zelf eten langzaam, drinken lukt goed 12 - 13 -

9.4.2 Waarbij gebruik je je handen op dit moment? 1 Computer; touchpad, muis

Rolstoelbediening Schrijven al lang niet meer

2 Besturing rolstoel Omgevingsbesturing Touchpad Rolstoelhockey (zonder stick in hand)

3 Muis pc: optische muis (klikken op muis met rechts) Pookje rolstoel links Drukknop rechts

4 - 5 Rolstoelbediening

Computer met joystick (alles met joystick) Hockey (net mee gestopt, toen hij niet meer zelf kon vasthouden)

6 Rolstoel Lucy Touchscreen laserprinter

7 Hockey (T-stick aan voetenplank) 8 Computer met muis/touchpad, trackbal

Rolstoel bediening Soms schrijven

9 Schrijven Computeren (muis in de hand) Hockey tot leeftijd van 10 jaar

10 Eten Knex, lego Computeren; spelletjes

11 Muis, touchpad


Pagina: 46

rolstoelbediening 12 Rolstoelhockey

Zwemmen Computeren Knex, lego, bouwpakket

13 Computeren rolstoelhockey

9.4.3 Als je mocht kiezen bij welke activiteiten je je eigen handen (weer) zou kunnen gebruiken wat zou je dan graag met je handen willen doen, wat je nu niet kan doen?

1 - 2 Computeren; spelletjes

Krabben 3 Omslaan van bladzijden bij lezen

Evt. schrijven 4 - 5 Zelf iets kunnen pakken 6 Videospelletjes

zwaaien 7 - 8 - 9 volgens moeder: tekenen 10 Iets uit kast optillen 11 Computerspelletjes 12 Dop die vast zit losdraaien 13 Elleboog optillen

9.4.4 Geef aan op een schaal van 1-10 (10 zeer graag en 1 helemaal niet) of je de volgende activiteiten met je eigen handen wilt doen

(de 4e en 10e proefpersoon konden waarschijnlijk alle verschillende taken nog goed zelf) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Leeftijd op moment onderzoek

27 28 19 9 29 24 19 ? 18 12 22 11 14

Een beker vasthouden

7 3 5 Nvt 6 10 1 4 6 Nvt 3 10 9 5.8

Drinken 7 3 5 Nvt 6 10 7 5 10 Nvt 3 10 9 6.8Eten 10 6 7 Nvt 10 10 6 8 8 Nvt 5 10 9 8.1Pen vasthouden 4 7 - Nvt 6 10 9 2 8 Nvt 4 10 9 6.3Typen op toetsenbord

9 6 8 Nvt 8 0 10 8 10 Nvt 7 10 9 7.7

Iets pakken buiten bereik van werkblad rolstoel (bv kastje)

5 8 6 Nvt 9 10 10 8 10 Nvt 8 10 9 8.5

Kriebelen aan je neus

10 8 8 Nvt 7 10 10 6 10 Nvt 8 10 9 8.7

Een hand geven of iemand aanraken

7 7 8 Nvt 7 10 7 5 8 Nvt 5 10 9 7.5

Iets kunnen betalen 6 6 4 Nvt 7 10 10 7 10 Nvt 6 10 9 7.7


Pagina: 47

9.4.5 Hoe zou je het vinden als je je werkblad zou moeten missen 1 - 2 Misschien blijf je dan langer functioneel

Elke aanpassing geeft voor je gevoel een stuk vooruitgang Je hand de hele dag gebruiken geeft wel verbetering Als je dingen niet meer hoeft, doe je het niet en ‘verleer’ je het snel

3 Blad is handig om dingen neer te zetten, bijv boeken Het zit net in het bereik van je handen 2 feeders zou ideaal zijn

4 - 5 - 6 - 7 - 8 -‘feeder’ moet heel functioneel zijn, niet in de weg zitten 9 - 10 - 11 - 12 - 13

Documents

Stageverslag Arjen Bergsma