Onderzoek Wim Saeys

Abstract

In de loop der jaren heeft België een aanzienlijke stijging van het fietsgebruik gekend, aangedreven door actief beleid op verschillende overheidsniveaus, van lokaal tot federaal, en aangewakkerd door de impact van de COVID-19-crisis1. Het aandeel fietsgebruikers is gestegen van 8% in 2010 tot 12% in de afgelopen jaren. Opvallend is dat Vlaanderen met 18% aan kop gaat wat betreft fietspopulariteit, gevolgd door Brussel met 4% en Wallonië met 2%, waarbij het Brusselse gewest een bijna-verdubbeling van het aantal fietsers kent sinds het begin van de pandemie1. Bovendien weerspiegelt het gebruik van speed pedelecs, dat vooral in Vlaanderen overheerst met ongeveer 12.000 geregistreerde speed pedelecs in 2019, een bredere trend, aangezien België tegen begin 2022 in totaal 53.000 speed pedelecs geregistreerd zag. De fietsmarkt in België zal naar verwachting groeien met 2,99% (2024-2028), wat resulteert in een marktvolume van US$1,62 miljard (1,49 miljard euro) in 20282. In dit landschap nemen de Belgische professionele wielrenners wereldwijd een prominente positie in en dragen ze in belangrijke mate bij aan de identiteit en de fietscultuur van het land. In deze context is dit 4D4BIKE project gestart, gericht op de ontwikkeling van biomechanische algoritmen voor het beoordelen van fietsers met behulp van de unieke 4D full body scanner. Deze onlangs geïnstalleerde scanner levert een merkerloze 4D (3D in de tijd) menselijke volledige lichaamsvorm bestaande uit een waterdichte mesh met een dichtheid van meer dan 50.000 punten. Het omvat textuur met een sub-1mm nauwkeurigheid bij 178 3D-beelden per seconde, waarbij dynamische biometrische metingen (zoals lengte en tailleomtrek) in een seconde worden verkregen. Het 4D4BIKE project integreert het geavanceerde 4D scannen door algoritmes te ontwikkelen om waardevolle nieuwe inzichten te krijgen in verschillende aspecten van de biomechanica van het fietsen, waaronder gewrichtshoeken, spieractiveringspatronen en de algehele kinetiek van het lichaam. Parameters zoals evenwichtscontrole en bewegingsasymmetrie kunnen ook worden beoordeeld als functie van metadata (bijv. vorm, leeftijd en geslacht) wat ten goede komt aan fietsers, coaches en sportwetenschappers. De integratie van 4D scannen met geavanceerde biomechanische algoritmen vertegenwoordigt een geavanceerde aanpak om een uitgebreide gepersonaliseerde beoordeling van de fietser en fiets te bieden om de fietspasvorm te optimaliseren, de aerodynamica te verbeteren en uiteindelijk de algehele prestaties en het comfort op de fiets te verbeteren. Voordat de 4D4BIKE diensten aan de industrie kunnen worden aangeboden, moeten er nog een aantal knelpunten worden aangepakt: 1) Biomechanische en ergonomische analyse van 4D dynamische lichaamsmaten door het ontwikkelen van specifieke algoritmen voor het verwerken van scripts en formaten om de prestaties van fietsers te visualiseren en analyseren; 2) Validatie van de ontwikkelde algoritmeprotocollen, producten en apparaten om te voldoen aan de specifieke vraag vanuit de industrie en de consument.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Truijen Steven
• Co-promotor: Saeys Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Samenleving 5.0 is een visie waarin opkomende technologieën worden gebruikt als hulpmiddel in de gezondheid. In Geneeskunde 4.0 is smart health nodig voor innovatie. In deze context heeft het multidisciplinaire interfacultaire instituut CHaT, Centre for Health and Technology, al meer dan tien jaar ervaring in methoden en algoritmen die zijn ontwikkeld met behulp van optoelektronische, op markers gebaseerde meetsystemen voor biomechanische bewegings- en ganganalyses. Het belangrijkste nadeel van deze optische technologie is het gebruik van passieve markers, omdat het tijdrovend is om de markers op het skelet van de persoon te plaatsen. Bovendien komen occlusies vaak voor aangezien elke marker op elk moment door ten minste 2 camera's moet kunnen worden waargenomen om correct te worden geïnterpoleerd. Onlangs heeft CHaT met succes een uniek 4D4A lab geïnstalleerd dat bestaat uit een markerloze 4D (3D plus tijd) bodyscanner. Het biedt een 3D volledige menselijke lichaamsvorm die bestaat uit een waterdicht gaas met een dichtheid van 50.000 punten, waarbij tijd wordt toegevoegd als een 4de dimensie. Het bevat textuur met een nauwkeurigheid van minder dan 1 mm bij 178 3D-beelden per seconde, waardoor meer dan 100 dynamische biometrische metingen (zoals lengte en middelomtrek) in een seconde worden verkregen. Dit biedt extra mogelijkheden, zoals meten in COVID-tijd en een vrije natuurlijke beweging van de proefpersoon. Parameters zoals zwaartepunt, balanscontrole, spatiotemporele gangparameters en bewegingsasymmetrie kunnen in het 4D4A lab ook worden beoordeeld als een functie van metagegevens (bijv. vorm, leeftijd en geslacht). Gevestigde onderzoeksresultaten kunnen opnieuw worden gedefinieerd, zoals benaderingen van mechanische energieschatting in het zwaartepunt en de som van segmentale energieën tijdens sporten en reguliere fysieke activiteiten zoals wandelen en fietsen. De 4D-scanner biedt nieuw wetenschappelijk inzicht in bewegingspatronen die samenhangen met verschillende soorten lichaamsvormen en somatotype-indeling in termen van 4D-gegevens. Mogelijke beperkingen in de beweging van lichaamsdelen ten opzichte van elkaar kunnen worden beoordeeld in het 4D4A lab, bijvoorbeeld beperking van het bewegingsbereik, gang bij personen met neurologische aandoeningen, na amputatie en bij obese mensen. Over het algemeen is het 4D4A lab een oplossing om de efficiëntie en duurzaamheid van het gezondheidszorgsysteem te verbeteren, de effectiviteit van de therapie en de empowerment van de patiënten te vergroten. Vooraleer het CHaT service platform kan aangeboden worden voor 4D4A diensten aan de industrie, ziekenhuizen en onderzoeksinstellingen, moeten er nog een aantal knelpunten aangepakt worden: 1) Validatie van de ontwikkelde algoritmen, protocollen, producten en apparaten zodat die voldoen aan de specifieke vraag van klanten; 2) Ontwikkeling van een businessplan voor de oprichting van een CHaT service platform om zo de 4D hightech kennis om te zetten in een service platform.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Truijen Steven
• Co-promotor: Saeys Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit onderzoek zal het effect onderzoeken van Dry Needling in vergelijking met BOTOX infiltraties bij spasticiteit in de onderste ledematen na een CVA. Effecten zullen bekeken worden aan de hand van maten betreffende spasticiteit, mobiliteit, functionaliteit en gang.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Saeys Wim
• Co-promotor: Truijen Steven

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De incidentie van beroertes neemt toe en bijgevolg ook het aantal overlevenden met motorische beperkingen. Terwijl wordt aangenomen dat revalidatiestrategieën op maat van de patiënt het herstel aanzienlijk verbeteren, ontbreekt momenteel een betrouwbare biomarker voor het voorspellen van de gangresultaten die dergelijke revalidatie op maat van de patiënt mogelijk maakt. Daarom wil dit project onderzoeken of structurele connectiviteit in de hersenen tussen gebieden die verantwoordelijk zijn voor het stappen, kan worden gebruikt als een biomarker voor het voorspellen van herstel van de gang. Dit zal worden gedaan door de hersenconnectiviteit tijdens de eerste 6 maanden na een beroerte te karakteriseren met behulp van diffusie magnetische resonantie beeldvorming (dMRI) en deze bevindingen te correleren met gangherstel zoals gemeten door een uitgebreide ganganalyse. De hersenconnectiviteit zal worden beoordeeld op basis van 12 hersengebieden en 18 "white matter pathways" daartussen. Ganganalyse omvat gegevens over kinetiek, kinematica en spieractiviteit. Alle resultaten zullen worden gebruikt voor een machine learning-protocol dat is samengesteld uit netwerk-gerelateerde statistieken en deep learning. Als er dus een correlatie kan worden vastgesteld, kan de dMRI-beoordeling van connectiviteit dienen als een biomarker om rehabilitatiestrategieën te ondersteunen, vroeg in de loop van het herstel , zodat het effect van de revalidatie kan worden verbeterd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Yperzeele Laetitia
• Co-promotor: Saeys Wim
• Mandaathouder: Van Hinsberg Amber

Onderzoeksgroep(en)

• Translationele Neurowetenschappen (TNW)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Samenleving 5.0 is een visie waarin opkomende technologieën worden gebruikt als hulpmiddel in de gezondheid. In Geneeskunde 4.0 is smart health nodig voor innovatie. Het multidisciplinaire interfacultaire instituut CHaT, Centre for Health and Technology, heeft al meer dan tien jaar ervaring in methoden en algoritmen die zijn ontwikkeld met behulp van opto-elektronische, op markers gebaseerde meetsystemen voor biomechanische bewegings- en ganganalyses. Het belangrijkste nadeel van deze optische technologie is het gebruik van passieve markers, omdat het tijdrovend is om de markers op het skelet van de persoon te plaatsen. Bovendien komen occlusies vaak voor aangezien elke marker op elk moment door ten minste 2 camera's moet kunnen worden waargenomen om correct te worden geïnterpoleerd. Om hier een oplossing voor te bieden, werd onlangs door CHaT een nieuw 4D4A scan lab (4D scanner for Accelerating Advanced motion Analysis and Application) geïnstalleerd dat uniek is in de wereld met als doel grenzen te verleggen in Geneeskunde 4.0, en de Universiteit Antwerpen te verheffen tot een van de topuniversiteiten ter wereld voor Human Modelling and Simulation in Medicine. Het 4D4A scan lab biedt de mogelijkheid om in 4D (3D + tijd) het menselijk lichaam vast te leggen zonder het gebruik van markers, waardoor er ook geen nauw contact meer vereist is. Dit biedt enkele opportuniteiten zoals meten in COVID-tijd en een vrije natuurlijke beweging van de testpersoon. Met een nauwkeurigheid van minder dan 1 mm worden 178 3D-beelden per seconde opgenomen en automatisch verwerkt. Bovendien kan het 4D4A scan lab schaarse skeletbewegingen en statische 3D-geometrische informatie uitbreiden tot nauwkeurige nieuwe dynamische 4D-lichaamsmetingen zoals arm- of buikomtrek in functie van de tijd. Hierdoor zijn nu nieuwe toepassingen mogelijk, niet alleen in fundamenteel of klinisch onderzoek, bijvoorbeeld monitoring van balans en gang bij patiënten met een beroerte, maar ook in tal van industriële sectoren, zoals biomedische ingenieurstechnieken en industriële ergonomie. Vooraleer het 4D4A scan lab kan aangeboden worden als service aan de industrie, ziekenhuizen en onderzoeksinstellingen, moeten er nog een aantal bottlenecks aangepakt worden: 1) Initialisatie in 4D4A scan lab: voorbereiding, coördinatie en algemeen beheer van de activiteiten van het 4D4A Lab; 2) Gelijktijdige 4D-bewegingsregistratie en reconstructie van 4D digitale modellering van de menselijke vorm, complexe geometrie, synchronisatie van zacht weefsel met verschillende apparaten; 3) Biomechanische en ergonomische analyse van 4D dynamische lichaamsmaten door het ontwikkelen van op maat gemaakte algoritmen voor het verwerken van scripts en formaten om te visualiseren en te analyseren met gratis softwarepakketten zoals Blender (blender.org) en OpenSim (simtk.org/projects/opensim); 4) Validatie van de ontwikkelde algoritmen, protocollen, producten en apparaten zodat die voldoen aan de specifieke vraag van de industrie; 5) Ontwikkeling van een businessplan voor toekomstige oprichting van een serviceplatform voor CHaT (Center of Health and Technology) om zo de 4D hightech kennis om te zetten in een serviceplatform, dat nieuwe samenwerkingen aangaat die resulteren in diensten, patenten en spin-offs.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Truijen Steven
• Co-promotor: Saeys Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van de diensten (hierna de "Diensten" genoemd) is het ter beschikking stellen van onderzoeksactiva op het gebied van Human Digital Twin en Human Digital Modelling, waarbij in het bijzonder gebruik wordt gemaakt van het 4D4A Lab van het ChaT Institute of Antwerp en als aanvulling op het onderzoek werk geïnitieerd door de HUMOD-onderzoeksgroep van LIST. Meer precies, het bestaat uit het bouwen van een experimenteel raamwerk dat gebruikmaakt van het 4D-scanlab om Digital Twins of People in hun omgeving (HDT) te bouwen. Voor alle voorgestelde scenario's zullen de experimenten betrekking hebben op antropometrische metingen en de observatie van gedragingen die afwijken van een ideale referentie. Elke keer zou er een HDT worden gecreëerd en een Digital Twin (DT) van de omgeving of/en van de andere entiteit waarmee de mens in wisselwerking staat. Wanneer observaties en analyses worden gemaakt, wordt een formeel HDT+DT-model bijgewerkt met de bevindingen, waarbij de synchronisatie tussen de fysieke entiteiten en hun digitale model behouden blijft, ter voorbereiding op toekomstige werken waarbij de DT zou worden gebruikt voor simulaties en geïntegreerd in Virtual Reality-omgevingen .

Onderzoeker(s)

• Promotor: Truijen Steven
• Co-promotor: Saeys Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Mensen kunnen na een beroerte verschillende stoornissen ervaren. Naast de sensorimotorische problemen, hebben personen na een Cerebro Vasculaire Aandoening (CVA) vaak ook cognitieve stoornissen die desoriëntatie in tijd en ruimte, verminderde nformatieverwerking in tijd en volume, en aandachtsproblemen inhouden. Een van deze aandachtstoornissen na een beroerte is visuospatieel neglect (VSN), gekenmerkt door een verminderd bewustzijn voor visuele stimuli die zich aan de contralesionale kant van de ruimte bevinden. Mensen met VSN ervaren aanzienlijke houdingsstoornissen en een hoog valrisico. Bovendien kunnen de gevolgen van meer praktische aard zijn, aangezien patiënten met een aandachtstekort bijvoorbeeld zich niet bewust zijn van de verkeerslichten bij kruisingen of zelfs het verkeer in het algemeen, maar ook niet in staat zijn om producten te vinden in supermarkten. Het is duidelijk dat mensen die te maken hebben met cognitieve stoornissen moeilijkheden ondervinden in alle aspecten van ADL (Activiteiten Dagdagelijks Leven) en gemeenschapsparticipatie en zelfs niet in staat zijn om zelfstandig thuis te wonen. Helaas is er tot op heden geen adequate manier om VSN te beoordelen met goede klinimetrische eigenschappen zoals hoge ecologische validiteit en betrouwbaarheid of om een onderscheid te maken tussen verschillende modaliteiten van VSN. Behandelingsopties zijn vooral gericht op compensatie. Bovendien is het met de huidige conventionele pen-en-papier-taken moeilijk om oogbewegingen te kwantificeren in relatie tot hoofdbewegingen die relevant zijn voor de interpretatie van de prestaties van de patiënt, ongeacht of de patiënt compensaties gebruikt. Het is voor patiënten dan ook niet echt mogelijk om thuis te trainen met monitoring vanop afstand (telerevalidatie). Als gevolg van het gebrek aan goede beoordelingsmethodes en behandeling blijven patiënten sterk afhankelijk van het spontane herstel van hun neurale systeem. Echter, een groot aantal patiënten zal na revalidatie aanhoudende klachten van VSN hebben, wat leidt tot aanzienlijk verlies van participatie in de gemeenschap en een hoge afhankelijkheid van (in)formele zorg. Dit project beoogt een oplossing te bieden voor de bovengenoemde problemen door middel van een Virtual reality (VR) applicatie. VR heeft het potentieel om een driedimensionale omgeving van het echte leven te bieden, waardoor de ecologische validiteit van de beoordeling van neglect toeneemt. De recente technische ontwikkelingen op het gebied van VR-brillen hebben van Virtual reality een volwassen, betrouwbare en betaalbare technologie gemaakt. Dit betekent dat patiënten voor deze toepassing niet afhankelijk zijn van apparatuur die alleen toegankelijk is in ziekenhuizen of revalidatiecentra maar zelfs thuis en op hun eigen tempo een behandeling kunnen ondergaan, waardoor telerevalidatie dus mogelijk wordt. De primaire gebruikers zijn professionele zorgverleners op het gebied van neurologische revalidatie zoals neuropsychologen, fysiotherapeuten en ergotherapeuten. Sommige patiënten, die de verantwoordelijkheid voor hun eigen revalidatie op zich kunnen nemen, kunnen de applicatie zelfstandig gebruiken binnen de zorginstelling of thuis (telerevalidatie).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Saeys Wim
• Co-promotor: Truijen Steven

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het menselijk lichaam is een complex biomechanisch systeem met veel variaties in vorm en beweging. De opkomst van 3D scanning en 3D beeldverwerking maakt het mogelijk om de vorm van het menselijk lichaam nauwkeurig in kaart te brengen en te analyseren. Een waarheidsgetrouwe en nauwkeurige 3D scan bevat tenminste 2GB aan informatie, waardoor opname, verwerking en datatransmissie tijds-en arbeidsintensief is. In dit project verwerven we een 3D lichaamsscanner die het menselijk lichaam capteert met een nauwkeurigheid van minder dan 1 mm en daarna ook de data automatisch verwerkt en wegschrijft. De gespecialiseerde infrastructuur doet dit alles in een fractie van een seconde en zonder dat er knelpunten ontstaan. Zo zal het menselijk lichaam in beweging geregistreerd worden, volledig in 3D, tegen 10 3D beelden per seconde. Deze zogenoemde 4D scanner (3D + tijd) vormt het kloppend hart van een 4D expertisecentrum, waarin de onderzoeksgroepen Productontwikkeling, MOVANT, Visielab, EVECO en Op3Mech samen met het multidisciplinair instituut Centrum voor ZorgTechnologie (CZT) de handen in elkaar hebben geslagen om 4D data van het menselijk lichaam in te zetten voor betere en nieuwe producten en gezondheidszorg. De combinatie van academische expertise uit bewegingswetenschappen, productontwikkeling en virtuele modellering en simulatie maakt het expertisecentrum uniek op mondiaal vlak. Het consortium zal open ontwerpproblemen aanpakken met toepassingen voor 3D- printen en wearables.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Truijen Steven
• Co-promotor: Ribbens Bart
• Co-promotor: Saeys Wim
• Co-promotor: Sijbers Jan
• Co-promotor: Van Dongen Stefan
• Co-promotor: Verwulgen Stijn

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Visuospatieel neglect (VSN) is een frequente neuropsychologische cognitieve stoornis na een beroerte. Door VSN zijn patiënten zich minder of zelfs niet meer bewustzijn van stimuli en/of gebeurtenissen die zich voordoen aan de contralesionele zijde van de ruimte rondom hen. VSN doet zich voor in 30-70% van de beroertes in de rechter hersenhelft en in 20-60% van de beroertes in de linker hersenhelft. Hoewel spontaan neurologisch herstel van VSN bij patiënten binnen de eerste 10-12 weken na een beroerte optreedt, vertoont 20-40% van de patiënten met VSN een jaar na hun beroerte nog steeds symptomen. Dit laatste kan belangrijke gevolgen hebben aangezien VSN negatief geassocieerd is met motorisch herstel van de bovenste ledematen en onafhankelijkheid tijdens activiteiten van het dagelijks leven (ADL). Hoewel opnieuw leren stappen een primaire doelstelling is binnen de revalidatie van beroertepatiënten, is er weinig geweten over de impact van VSN op het motorische herstel van de onderste ledematen en op de motorische prestaties in het algemeen (gemeten aan de hand van het gaan, de balanscontrole en de rompfunctie). Omdat deze impact nog steeds onbekend is, is het voor clinici moeilijk om een optimale behandeling te voorzien. Daarom is het belangrijk om de interactie tussen VSN aan de ene kant en motorisch herstel en motorische prestaties aan de andere kant te ontrafelen. Dit geeft ons meer inzicht in de wisselwerking tussen ruimtelijk georiënteerde cognitieve processen en motorisch functioneren, en biedt daarom een mogelijk kader voor de ontwikkeling van nieuwe innovatieve revalidatiestrategieën. De aanwezigheid van een verband tussen cognitie (bijvoorbeeld VSN) en motorische functie doet de vraag rijzen of het trainen van één aspect ook effecten op het andere kan hebben. Een zeer relevante vraag is dus of spatiële training, ontworpen om VSN te verbeteren, indirect ook het herstel van de motoriek en het verbeteren van motorische prestaties kan stimuleren. In dit vier jaar durende project behandelen we drie belangrijke onderzoeksdoelstellingen 1) Onderzoeken wat de impact van VSN op motorisch herstel van de onderste ledematen is 2) Onderzoeken wat de impact van VSN op motorische prestaties is (gang, balanscontrole, rompfunctie) 3) Onderzoeken of er een carry-over effect bestaat van spatiële training op motorisch herstel en motorische prestatie

Onderzoeker(s)

• Promotor: Saeys Wim
• Mandaathouder: Embrechts Elissa

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Visuospatiaal neglect (VSN) is een neuropsychologische, cognitieve aandoening die gekenmerkt wordt door een tekort aan aandacht voor één helft van de ruimte, vaak gezien na een beroerte. Patiënten met VSN falen erin om aandacht te schenken aan de contra-lesionele ruimte. Ongeveer 25-30% van de patiënten met een beroerte wordt geconfronteerd met VSN, waarvan 40% een jaar na de beroerte nog steeds VSN vertoont. Patiënten met VSN hebben meer tijd nodig om te herstellen van sensorimotorische stoornissen, halen niet hetzelfde niveau van motorische functioneren en ervaren meer beperkingen in activiteiten van het dagelijks leven (ADL) in vergelijking met patiënten zonder VSN. Tot nu toe is het echter nog onduidelijk hoe VSN bijdraagt aan de slechtere functionele uitkomsten zoals waargenomen bij patiënten met VSN na een beroerte. Resultaten van onderzoeken die de rol van VSN in het motorische functioneren evalueren, zijn inconsistent. Sommige onderzoeken tonen aan dat patiënten met VSN een slechtere gang en balans hebben in vergelijking met patiënten zonder VSN, terwijl anderen deze bevindingen tegenspreken. Een belangrijke beperking van deze onderzoeken is echter dat ze geen rekening houden met de verschillende subtypes van VSN. De verschillende subtypes van VSN zijn gebaseerd op het bereik van de ruimte waarin de patiënten VSN ervaren, namelijk de persoonlijke (eigen lichaam), peri-persoonlijke (binnen reikbereik) en extra-persoonlijke ruimte. Er is inderdaad aangetoond dat deze subtypen belangrijk zijn, aangezien de balanscontrole en verbeteringen in ADL kunnen verschillen bij patiënten met VSN afhankelijk van welk subtype van VSN het meest dominant aanwezig is. Aangezien onderzoek over dit onderwerp echter pas begint op te komen, ontbreekt diepgaande kennis over de invloed van het type VSN op de motoriek. Meer specifiek is de bijdrage van de verschillende subtypes van VSN aan balanscontrole, gang, rompfunctie en perceptie van visuele verticaliteit nog niet onderzocht, vooral niet vanuit een biomechanisch standpunt. Door deze bijdrage te ontdekken, zullen de werkingsmechanismen van VSN duidelijker worden. Dit zal leiden tot een beter begrip van de interacties tussen cognitieve en motorische stoornissen die worden gezien bij patiënten met VSN na een beroerte. Deze inzichten kunnen op hun beurt de manier verbeteren waarop de revalidatie van patiënten met VSN momenteel wordt uitgevoerd. Tot op heden worden (spatiële) cognitieve en motorische interventies afzonderlijk toegediend en worden deze cognitieve therapieën nog niet gebruikt om het motorisch systeem te stimuleren. Vooraleer cognitieve therapieën, die zijn ontworpen om VSN te verbeteren, kunnen worden aanbevolen om het motorisch functioneren te stimuleren, is een duidelijke consensus over de invloed van de subtypes van VSN op balanscontrole, gang, rompfunctie en perceptie van visuele verticaliteit noodzakelijk. Binnen dit pilootproject willen we inzicht krijgen in de specifieke bijdrage van VSN aan balanscontrole, gang, romp functie en perceptie van visuele verticaliteit, rekening houdend met de subtypes van VSN, op zowel een biomechanische als klinische manier. Het project zal op deze manier het inzicht vergroten in de vaak verminderde functionele uitkomst van de patiënten met VSN. De volgende onderzoeksvragen trachten we te beantwoorden binnen het huidige project: (I.) Hebben patiënten met VSN na een beroerte een verminderde balanscontrole, gang, rompfunctie en perceptie van visuele verticaliteit in vergelijking met patiënten zonder VSN na een beroerte, zoals gemeten door een combinatie van beoordelingsmethoden? (II.) Is dit afhankelijk van het subtype van VSN? Deze financiering zal worden gebruikt als zaaigeld door een basis aan te leggen voor een nieuw onderzoeksproject dat in 2020 zal worden ingediend bij het FWO, waarin we de 'carry-over' effecten van VSN-training op het motorisch functioneren bij patiënten met een beroerte willen onderzoeken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Gebruers Nick
• Co-promotor: Saeys Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Diermodellen suggereren een beperkt tijdvenster van verhoogde herstelactiviteit in de hersenen gedurende de eerste weken na beschadiging, bijvoorbeeld na een beroerte. Binnen dit tijdvenster neemt de responsiviteit van de training toe, wat suggereert dat dit de optimale tijd is om intensieve revalidatie te starten, bijvoorbeeld staptraining. Teleurstellend genoeg wordt acute zorg bij beroertes gekenmerkt door lichamelijke inactiviteit. Dit gebrek aan intensieve therapie verklaart waarschijnlijk een teleurstellende mobiliteitsuitkomst, aangezien de helft van de overlevenden van een beroerte de revalidatievoorzieningen in een rolstoel verlaat. De Wereldgezondheidsorganisatie verwacht in 2025 1,5 miljoen nieuwe gevallen van beroertes per jaar. Als innovatie bij beroerte-revalidatie ontbreekt, zal de toenemende last van een beroerte onvermijdelijk leiden tot een groeiende hulpbehoevende chronische beroerte bevolking. Een nieuwe therapeutische strategie is een draagbaar exoskelet. Dit apparaat maakt een eerdere en intensievere revalidatiebenadering mogelijk, omdat het helpt bij het stappen, zelfs bij zwaar aangedane patiënten. Deze technologie heeft het potentieel om acute revalidatie van een beroerte te veranderen van een passieve naar een motiverende, actieve tijd omdat het een vroege training in een verrijkte leeromgeving mogelijk maakt. Vanwege de recente ontwikkeling is dit type therapie nog niet eerder onderzocht. We willen deze lacune met het voorgestelde project opvullen door de haalbaarheid van deze werkwijze te onderzoeken en het bewijs te leveren van een optimaal tijdsvenster voor revalidatie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Truijen Steven
• Co-promotor: Saeys Wim
• Co-promotor: Yperzeele Laetitia
• Mandaathouder: Schröder Jonas

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dierproeven hebben aangetoond dat motorische training enkel effectief is als het vroeg geïnitieerd wordt na een CerebroVasculair Accident (CVA). Dit herstelpatroon komt temporaal overeen met een verhoogde genexpressie die belangrijk is voor neurale groei en plasticiteit. Het blijkt dat de hersenen na een letsel een unieke toestand van neuro-plasticiteit induceert wat leidt tot een toegenomen responsiviteit voor revalidatie. Enkele parallellen met het menselijk brein zijn herkenbaar. Een vroege revalidatie is geassocieerd met een betere uitkomst, maar het is nog onduidelijk of een gelijkaardige toestand van verhoogde plasticiteit geïnduceerd wordt na een CVA bij mensen en welke implicaties dat heeft voor de revalidatie. In dit onderzoeksproject, trachten we gang-revalidatie heel vroeg te initiëren door middel van een mobiele, draagbare exoskeleton die assistentie geeft tijdens het wandelen waardoor revalidatie reeds bij acute patiënten opgestart kan worden. Een vergelijking van klinische uitkomsten met een groep die dezelfde interventie krijgt op een later tijdstip in de revalidatie laat toe om de factor tijd in CVA-revalidatie verder te onderzoeken. Bovendien trachten we een verband tussen functionele verbeteringen en neuro-motorisch herstel (beeldvorming, Fugl-Meyer Assessment, biomechanische gang-analyse) aan te tonen. Dit zal bijdragen tot meer inzicht over wanneer revalidatie best opgestart dient te worden om een invloed te hebben op plastische her-organisatie in de hersenen. Verder onderzoek op een grotere populatie, met langere opvolging, is nodig om deze resultaten te bevestigen en te vertalen naar de klinische praktijk. Deze benadering kan tot substantiële veranderingen leiden in hoe revalidatie wordt voorzien bij neurologische patiënten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Truijen Steven
• Co-promotor: Saeys Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Diermodellen suggereren een beperkt tijdvenster van verhoogde herstelactiviteit in de hersenen gedurende de eerste weken na beschadiging, bijvoorbeeld na een beroerte. Binnen dit tijdvenster neemt de responsiviteit van de training toe, wat suggereert dat dit de optimale tijd is om intensieve revalidatie te starten, bijvoorbeeld staptraining. Teleurstellend genoeg wordt acute zorg bij beroertes gekenmerkt door lichamelijke inactiviteit. Dit gebrek aan intensieve therapie verklaart waarschijnlijk een teleurstellende mobiliteitsuitkomst, aangezien de helft van de overlevenden van een beroerte de revalidatievoorzieningen in een rolstoel verlaat. De Wereldgezondheidsorganisatie verwacht in 2025 1,5 miljoen nieuwe gevallen van beroertes per jaar. Als innovatie bij beroerte-revalidatie ontbreekt, zal de toenemende last van een beroerte onvermijdelijk leiden tot een groeiende hulpbehoevende chronische beroerte bevolking. Een nieuwe therapeutische strategie zijn draagbare exoskeletten. Dit apparaat maakt een eerdere en intensievere revalidatiebenadering mogelijk, omdat het helpt bij gewichtsbeheersing en stappen. Deze technologie heeft het potentieel om acute revalidatie van een beroerte te veranderen van een passieve naar een motiverende, actieve tijd omdat het een vroege training in een verrijkte leeromgeving mogelijk maakt. Vanwege de recente ontwikkeling is dit type therapie nog niet eerder onderzocht. We willen deze lacune met het voorgestelde project opvullen door gepubliceerd bewijs te leveren over haalbaarheid en effectiviteit.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Truijen Steven
• Co-promotor: Parizel Paul
• Co-promotor: Saeys Wim
• Mandaathouder: Schröder Jonas

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Deze doctoraatstudie richt zich op dynamische evenwichtscontrole bij gezonde volwassenen, patiënten met een vestibulaire dysfunctie en patiënten na een beroerte. De focus ligt op het identificeren van verschillende strategieën om de gang aan te passen aan verminderde dynamische balanscontrole. Hierbij worden biomechanische maten van gangstabiliteit gehanteerd als primaire uitkomstmaten. Secundaire uitkomstmaten zijn posturale instabiliteit, vallen en valangst, bevraagd aan de hand van de "Dizziness Handicap Inventory" (DHI) en de "Activities specific Balance Confidence scale" (ABC). Valrisico wordt bepaald aan de hand van gestandaardiseerde klinische testen. Het doel van dit onderzoek is dus om meer inzicht te krijgen in de relatie tussen de variabiliteit in de voetplaatsing, biomechanische stabiliteitsmaten en posturale stabiliteit, risico op vallen en valincidenten. Verschillende populaties worden meegenomen in het onderzoek, bestaande uit volwassenen uit de algemene populatie, patiënten met een vestibulair deficit en CVA-patiënten. Patiënten met een vestibulair deficit zijn een interessante populatie om het aanpassingsvermogen tijdens de gang te bestuderen, omdat ze, ondanks het verlies van vestibulaire functie, en in geval van een unilateraal deficit, geen verhoogd risico op vallen vertonen. Bij patiënten met een beroerte, anderzijds, meldt tot 50 procent jaarlijks een val. Verschillen in aanpassingsstrategieën tussen de drie populaties zullen onderzocht worden aan de hand van een case-controle design. Om het voorspellende vermogen van biomechanische stabiliteitsmaten te onderzoeken zal een prospectieve cohortstudie opgezet worden. Inzicht in strategieën om de gang aan te passen aan balansproblemen creëert mogelijkheden om betere richtlijnen voor diagnose van balansproblemen en revalidatie te ontwikkelen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Hallemans Ann
• Co-promotor: Saeys Wim
• Mandaathouder: Herssens Nolan

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De huid is het grootste orgaan van ons lichaam en vormt een barrière met de uitwendige omgeving die ons beschermt tegen uitdroging, infecties en kwetsuren. Ze bevat diverse mechanoreceptoren die instaan voor tastzin. Onze tastzin kan zowel passief omgevingsinformatie opnemen, bijvoorbeeld waarneming van aanraking, textuur en omgevingstemperatuur, als informatie verstrekken ten gevolge van eigen motorische manipulaties van onze omgeving, bijvoorbeeld een voorwerp vastnemen en controleren. Dit bimodale karakter van tastzin maakt de huid potentieel zeer interessant om artificiëel gegenereerde instructies voor motorische acties te verstrekken. De hypodermis (onderste huidlaag) bevat over ons gehele lichaam Pacini-receptoren die zich bij deformatie van de huid snel aanpassen aan de geïnduceerde drukverschillen. Daardoor kunnen trillingen via de huid adequaat waargenomen worden. Deze vibrotactiele stimuli zijn goed begrepen in termen van frequentie, intensiteit, ritme en resolutie in functie van de plaats op het lichaam waar ze worden toegediend. Met gespecialiseerde actuatoren kan informatie van diverse aard via het lichaam overgebracht worden: ter vervanging/ondersteuning/imitatie van tactiele waarnemingen via statische druk, en voor communicatie van omgevings- en/of lichaamsinformatie. Met trillingsactuatoren kan houding (zitten, staan, liggen,...) of beweging (bijvoorbeeld houdingsveranderingen) van een persoon gestuurd worden. Binnen de literatuur zijn toepassingen van houdingsmonitoring en –sturing geïdentificeerd in diverse domeinen zoals onder meer bewegingstraining, sport, revalidatie, assistieve producten, musiceren en choreografie. Om deze toepassingen te ontsluiten zijn gevalideerde accurate draagbare systemen voor lichaamssturing met vibrotactiele stimuli nodig. Een eerste stap is dan ook onderzoeken wat de meest accurate manier is om houdings- en bewegingsinstructies te verstrekken via vibrotactiele signalen. In dit project onderzoeken en valideren we hoe we vibrotactiele stimuli kunnen aanwenden om door feedforward mechanismen houding en beweging te sturen, dat is, door informatie te verstrekken over de gewenste toekomstige houding een vaste tijd vooruit. Proefpersonen voeren eerst de referentiebeweging uit die via onder meer gewrichtshoeken geregistreerd wordt in het M²OCEAN bewegingslabo. Binnen dit labo wordt de houding en beweging van personen accuraat geregistreerd. De proefpersonen dienen deze referentiebeweging opnieuw uit te voeren in het M²OCEAN labo, enige tijd later. Daarbij wordt de referentiebeweging synchroon met de eigenlijke beweging opgeroepen. Op basis van het verschil tussen respectieve gewrichtshoeken van de huidige houding en de toekomstige referentiehouding worden vibrotactiele signalen gegenereerd om de actuele houding naar de toekomstige referentiehouding te sturen. We introduceren een metriek voor accuraatheid van houdings- en bewegingssturing op basis van het verschil tussen de huidige houding en huidige referentiehouding en onderzoeken voor welke feedforward tijd de sturing met trillingsactuatoren het meest accuraat is. Dit onderzoek anticipeert op lopende ontwikkelingen van betrouwbare systemen voor off-site bewegingsregistratie, die we dan kunnen uitbreiden met vibrotactiele stimuli om geregistreerde houding en beweging te sturen naar een gewenste referentie. Het systeem zal het mogelijk maken om een waaier van nieuwe producten te ontwikkelen voor draagbare automatische, op het terrein inzetbare houdings- en bewegingsoptimalisatie en zo verdere toepassingen in de productontwikkeling en onderzoek in bewegings- en revalidatiewetenschappen induceren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verwulgen Stijn
• Co-promotor: Saeys Wim
• Co-promotor: Truijen Steven

Onderzoeksgroep(en)

• Productontwikkeling

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Biomechanische ganganalyses hebben bijgedragen tot de kennis van bewegingspatronen. Echter, bewegingsanalyse in revalidatiecentra, thuissituaties of buitenshuis zal de meerwaarde ervan verhogen. In dit project zullen we een model ontwikkelen dat 7 bewegingssensoren linkt om rompfunctie en locomotie te bestuderen. Vervolgens zal de betrouwbaarheid en validiteit van dit Xsens model worden nagegaan door vergelijking met een Vicon camera systeem.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Truijen Steven
• Co-promotor: Saeys Wim
• Co-promotor: Vereeck Luc

Onderzoeksgroep(en)

• Beweging Antwerpen (MOVANT)

Project type(s)

• Onderzoeksproject