9 apr. 2017
2 minuten
De uitdrukking ‘ik voel het aan mijn botten’ kan nu ook heel letterlijk worden genomen. Uit recent onderzoek blijkt dat mensen met een prothese die direct is gekoppeld aan hun skelet kunnen horen via trillingen in hun implantaat. De transmissie van geluid via botten is een belangrijk deel van de osseoperceptie – zintuiglijke waarneming van de omgeving van de patiënt via de prothese. De ontdekking werpt nieuw licht op de tactiele perceptie en de geluidsperceptie van mensen, en kan worden gebruikt voor de ontwikkeling van verbeterde protheses.
Hoe kunnen we personen met geamputeerde ledematen helpen om tactiele sensaties en ander natuurlijk gevoel te herwinnen bij het vastpakken van een voorwerp of het lopen op oneffen bodem? Een internationale groep onderzoekers in Zweden en Italië komt met een nieuw antwoord op deze vraag. Zij toonden aan dat patiënten met een osseointegratie-prothese (die rechtstreeks aan het skelet is bevestigd) externe stimuli beter waarnemen door te luisteren via hun kunstledematen. Het onderzoek werd uitgevoerd in Zweden door de Chalmers University of Technology, Sahlgrenska University Hospital en de Universiteit van Gotenburg; alle in nauwe samenwerking met de Scuola Superiore Sant’Anna in Italië.
De onderzoekers presenteerden hun ontdekking – die nieuwe scenario’s opent voor het ontwikkelen van kunstledematen – in een artikel in Nature Scientific Reports. Hoewel de transmissie van geluid via de schedel een bekend fenomeen is, dat uitvoerig werd bestudeerd door professor Bo Håkansson op Chalmers, was het niet duidelijk of dit ook optreedt via de botten in armen en benen en zo bijdraagt aan osseoperceptie.
"Tot nu toe was de consensus dat de tastzin de primaire rol speelde bij patiënten met kunstledematen die gefixeerd zijn aan hun skelet", zegt Max Ortiz Catalan, hoofd van het Biomechatronics and Neurorehabilitation Laboratory (BNL) van Chalmers en leider van het onderzoek. Francesco Clemente, die als gast-PhD-student van het Biorobotics Institute van de Scuola Superiore Sant’Anna de experimenten uitvoerde, zegt: "Met vier verschillende psychofysische tests hebben we gedemonstreerd dat zelfs subtiele zintuigstimuli zich door het lichaam kunnen verplaatsen en worden waargenomen als geluid. Dit horen versterkt de zintuiglijke ervaring, zelfs bij patiënten met osseointegratie-implantaten in hun benen."
De resultaten tonen aan dat osseointegratie, waarmee een stabiele mechanische bevestiging van robotische protheses direct aan het skelet via een titanium implantaat mogelijk is, leidt tot verbetering van de functionaliteit, het comfort en de mate waarin patiënten de wereld om hen heen waarnemen.
De onderzoekers deden hun proeven met twaalf patiënten met verschillende amputaties: zowel van hele ledematen als van delen ervan. Uit alle proeven bleek dat patiënten mechanische trillingen die op hun titanium implantaten werden aangebracht konden horen en voelen. Synchroon met de trillingen in hun armen en benen rapporteerden de patiënten hoorbaar geluid. Gedurende de experimenten ontdekten de onderzoekers dat personen met osseointegratie-prothesen zeer geringe stimuli kunnen waarnemen en er sneller op kunnen reageren dank zij de additionele perceptie via het horen.
"In de praktijk worden de stimuli sterker ervaren en bevatten ze meer informatie omdat ze zijn samengesteld uit twee modaliteiten: voelen en horen", zegt Max Ortiz Catalan. "Dit is een belangrijke stap voor het begrijpen van het fenomeen osseoperceptie en, meer in het algemeen, de gevoels- en gehoorperceptie van mensen. Deze ontdekking kan een nieuw beginpunt zijn voor de implementatie van nieuwe protheses met een verrijkte zintuiglijke terugkoppeling naar de gebruiker."
Anderen lazen ook
