VOORTGANGSVERSLAG januari 2007

“ Simulatie van driedimensionele gangkinematica  van het onderste lidmaat met behulp van plantaire  voetdrukken : “ een innovatie voor plantaire  drukmeetsystemen met klinische implicaties”   ­TETRA­project 50118­  VOORTGANGSVERSLAG – januari 2007  TECHNISCH  VERSLAG  De technische activiteiten van de laatste maanden reflecteren uiteraard op de  gestelde mijlpalen na 1 jaar  werkzaamheid.  Uitgevoerde activiteiten  

1. Meting tweede cohorte proefpersonen  Aansluitend op de opnames van de eerste cohorte in de maand mei en juni, is er  een tweede reeks opnames gebeurd tijdens de laatste weken van november. Dit  is  later  dan  de  geplande  periode  van  september­oktober.  Deze  vertraging  was  echter  onvermijdelijk  en  onverwacht  daar  het    beloofde    en  onmisbare  tweede  combo krachtenplatform­drukplaat, oorspronkelijk al voor de maand mei  beloofd,  vervolgens voor september (zeker vóór eind september), en nu uiteindelijk pas in  de loop van de maand  januari 2007 geleverd zou worden. De producent van de  krachtplaat,  de  Amerikaanse  firma  AMTI,  was  gewoon,  hoe  ongelooflijk  dit  ook  moge klinken, de bestelling uit het oog verloren.  Dit maakt dat we, net zoals voor de opnamen van de 1 e  cohorte, in extremis alles  in  het  werk  hebben  moeten  stellen  om  in  een  recordtempo  de  nodige  meetapparatuur  bij  mekaar  te  krijgen  door  een  beroep  te  doen  op  andere  laboratoria waarmee we een goede werkrelatie hebben.  Het spreekt voor zich dat het niet evident was hiervoor een nieuwe planning uit te  werken  vermits  de  te  lenen  apparatuur  in  deze  laboratoria  niet  direct  ter  beschikking was en het ook in andere onderzoeksopzetten ingeschakeld was.  De  extra  camera’s  en  de  tweede  krachtenplaat  konden  bijgevolg  slechts  beschikbaar gesteld worden in een wel zeer  kort tijdsslot van twee weken in de  tweede helft van november. Dit is twee maand later  dan gepland.  Alles  werd  ook    in  het  werk  gesteld  om  de  nodige  afspraken  te  maken  met  de  proefpersonen  om  zich  binnen  een  wel  zeer  kort  tijdsbestek  beschikbaar  te  stellen voor de metingen.

Uiteindelijk werden er voor de tweede cohorte 31 normalen en 9 prothesedragers  getest.  Dit  is  iets  minder  dan  gepland,  maar  rekening  houdend  met  bovenvermelde  beperkingen  is  dit  een  succes  te  noemen.  Opgemerkt  dient  te  worden  dat  de  meeste  proefpersonen  slechts  s’avonds  ter  beschikking  waren,  wat  een  bijkomende  belasting  betekende  voor  de  personeelsinzet.  Het  testen  van  prothesedragers  vereiste  bovendien  een  aantal  tijdrovende  aanpassingen  die  inherent  zijn  aan  de  uitlijning  van  prothesen  en  de  afstelling  van  de  prothesevoeten i.v.m. de hakhoogte. De prothesedragers werden getest met hun  eigen prothese. Het is hierbij echter de bedoeling diezelfde mensen een tweede  maal  te  testen,  maar  dan  tevens  met  andere  types  prothesevoeten,  zodat  een  beter en ruimer beeld ontstaat over de bruikbaarheid van het voetmodel.  Voor de normale populatie vormt het aantal proefpersonen geen probleem: een  80­tal  proefpersonen  zijn  nog  altijd  ruim  voldoende  om  als  referentiepopulatie  voor een normaal gangpatroon te fungeren. Het aantal prothesedragers wordt in  de nog volgende maanden verder vervolledigd. Dit gebeurt dan niet meer in het  biomechanica  laboratorium  op  de  VUB,  maar  zoals  voorzien  in  het  ganglaboratorium  van  de  KHK.    De  permanente  opstelling  met  een  CODA­  motion­bewegingsanalysesysteem  is  ruim  getest  en  nu  operationeel.  De  meetopstelling  laat  momenteel  enkel  unilaterale  opnames  toe  (links  of  rechts),  maar  de  nauwkeurigheid  en  onmiddellijke  beschikbaarheid  van  de  gegevens  door  het  gebruik  van  actieve  markers  laat  toe  de  bewegingen  van  voet  en  onderbeen snel en nauwkeurig in kaart te brengen.  De  Coda­motion  wordt  in  januari  gekoppeld  aan  een  1­meter­lange  AMTI­  krachtenplatform  (de  levering  van  het  AMTI­platform  zou  in  de  loop  van  de  maand  januari  moeten  plaatsvinden)  en  aan  bijhorende  RSscan­drukplaat  met  een 3D­calibratiebox van de nieuwe generatie (reeds geleverd).  Door  het feit dat  dezelfde prothese zowel  op  de  VUB als op de KHK  getest  zal  worden,  kunnen  de  resultaten  van    beide  systemen  niet  alleen  met  elkaar  vergeleken maar op elkaar  afgestemd worden. Dit heeft het grote voordeel dat  alle  verdere  opnames  met  andere  types  prothesen  met  het  permanent  opnamesysteem  op  het  HK  kunnen  gebeuren.  Binnen  de  KHK  wordt  tevens  gewerkt  aan  een  programma  dat  een  dataconversie  tussen  Vicon­  en  Coda­  motion­gegevens mogelijk moet maken.  2. Statistische relatie tussen kinematica der onderste gewrichten en plantaire  drukken  Dit  onderdeel  van  het  onderzoek  was  eigenlijk  voor  het  volgende  kwartaal  in  2007 gepland. Maar door de  onverwachte verdaging van de  opnames voor de  2 e  cohorte (van september naar november, zie hoger), werd de vrij gekomen tijd  benut  om  het  statistisch  luik  nu  reeds  op  te  starten.  Dit  heeft  tot  doel    door  regressietechnieken correlaties te zoeken tussen de plantaire voetdrukken en de  kinematica  van de voet  en  de  hoger  gelegen  gewrichten van  de  enkel,  knie  en  heup.  Bij  de  drukvariabelen  horen  alle,  niet  aan  het  Center­of­Pressure  gerelateerde variabelen. Wat de  Center­of­Pressure­variabelen zelf betreft, is er

een aparte studie, waarvan de eerste resultaten reeds in mei gepresenteerd zijn  en  het  vervolg  in  dit  verslag    voorgesteld  wordt  (cf.  hieronder  sectie  4.  Vervolg 

van  het    onderzoek  naar  het  verband  tussen  het  verloop  van  het  Center­of­  Pressure en calcaneaire eversie).  Na  de  berekening  van  de  representatieve  kinematische  en  druk  gerelateerde  variabelen en de   zogenaamde “cleaning” ervan,  werden alle drukdata onderling  gecorreleerd  met  een  eenvoudige  Pearson­  of  (in  het  geval  van  niet­  parametrische  data)  Spearman­test.    Dit  gebeurde  uiteraard  ook  met  alle  kinematische  variabelen.  Er  werden  hier  geen  noemenswaardige  significante  correlaties  gevonden.  Dit  betekent  dat  de  meeste  variabelen,  zij  het  druk  of  kinematica,  vrij  onafhankelijk  van  elkaar  kunnen  beschouwd  worden,  uitgezonderd  misschien  de  gecombineerde  variabelen  zoals  (M1+M2/M4+M5)  enz...  Nadien  werd  dan  de  eigenlijke  opdracht  aangevat,  nl.  de  lineaire  regressie  ­  analyse,  waarbij  gepoogd  wordt  elke  kinematische  variabele  in  functie  van  een  reeks drukvariabelen te voorspellen.  De afhankelijke (dus te voorspellen)  kinematische variabelen zijn de startwaarde  (bij  hielimpact),  het  maximum,  het  minimum  en  de   maximale  bewegingsuitslag  (range  of  motion)  in  flexie/extensie, inversie/eversie en ab/adductie van het  1 ste  MTP­gewricht, de laterale en mediale middenvoet (respectievelijk LMV en MMV),  de hiel, de enkel, de knie en de heup. Voor de hiel zijn dat de hoeken t.o.v. de  referentieassen  van  het  labo.  Dit  zijn  dezelfde  gewrichten  waarvan  het  bewegingsverloop tijdens grondcontact  in het voorgaand verslag gepresenteerd  werd.  De  onafhankelijke  (voorspellende)  variabelen  zijn  de  klassieke    drukvariabelen,  zoals de  duur van de hielcontact­, midstand­ en propulsiefase, de maximale druk  (= Max) en belastingssnelheid (=LoadR_Max) van hallux, tenen, metakop 1 tot 5,  mediale en laterale hiel, de respectievelijke  tijden tot deze maxima (=Max_Time  en  LoadR_Max_Time).  De  afkortingen  tussen  haakjes  zijn  deze  gebruikt  in  de  tabellen met het overzicht van de resultaten van de regressieanalyse.  Voor  deze  regressieanalyse  werd  geopteerd  voor  een  zogenaamde  “forward”­  benadering,  waarbij  de  “onafhankelijke”  drukvariabele  die  het  sterkst  met  de  gekozen    “afhankelijke”  kinematische  variabele  correleert,  het  eerst  in  de  regressievergelijking  verschijnt, en daaropvolgend de tweede sterkste variabele,  enz...  Dit  gaat  zo door  zolang  het  significantieniveau  van  de  F­waarde   van  de  ingebrachte variabele lager blijft dan de gestelde .05.  Hierbij werd het bekende statistische softwarepakket SPSS (versie 13) gebruikt.  De  synthese  van  de    resultaten van  deze  analyse  (de  “Model  summary”  uit  de  SPSS­outputs)  zijn  in  Appendix  1  verzameld,  Deze  geven    aan  hoe  de  voorspellingscoëfficient  “R  Square”  (R2)  toeneemt  naarmate    het  aantal  voorspellende    variabelen  in  de  regressie  aangroeit.  Het  laatste  “model”  (onderaan  de  tabel)  stelt  het  finale  regressiemodel  voor  met  de  hoogste  voorspellingswaarde    of  “R  Square”.  De  hierbij  meespelende  drukvariabelen  staan op de laatste lijn van de tekst onderaan de tabel.

Overzichtstabellen  met  de  voorspellende  drukvariabelen  en  de  respectievelijke  voorspellingscoëfficiënt  R2  voor  elke  (te  voorspellen)    kinematische  variabele,  zijn zowel voor de linker­ en rechterzijde, vooraan in Appendix 1 samengebracht.  Lege cellen in een tabel betekenen dat de voorspellingswaarde laag, t.t.z. onder  de 50% ligt. Hieronder is als voorbeeld het  bovenste deel van de overzichtstabel  voor  het  1 ste  metatarsofalangaal gewricht  (gewricht  van de hallux of  grote teen)  afgebeeld,  samen  met  een  Model­Summary­tabel  van  de  regressie  voor  het  linker gewricht. 

J oint  1st  MTP 

Variable  Start  dorsiflexion 

1st  MTP  1st  MTP  1st  MTP 

Start  inversion  Start  abductie  Max  dorsiflexion 

1st  MTP 

Max  inversion 

Left  Max(M5), Max(HAL),  LoadR_Max_Time(M4),  LoadR_Max(H_lat)  LoadR_Max_Time(H_med),  Max(M1)  Max(H_lat), LoadR_Max(H_med),  Max(HAL)  LoadR_Max(H_med),  LoadR_Max_Time(H_lat),  Max(H_lat), Max_Time(H_lat) 

R2  ,813  ,538  ,595 

,846 

Max(HAL)/Max(M1)  ,336 

1st  MTP 

Max  abduction 

1st  MTP  1st  MTP  1st  MTP 

Min  dorsiflexion  Min  inversion  Min  abduction 

LoadR_Max(H_med),  (Max(M1)+Max(M2))/(Max(M4)+M  ax(M5)), Max(M1)/Max(M5),  Max_Time(M3)  Max(M5), LoadR_Max(M3) 

,792 

Max(HAL)/Max(M1), Max(M2),  LoadR_Max(M5)  / 

,797 

,604 

Right  Max(M1), Max(H_med),  Max_Time(H_lat), Max(M5),  LoadR_Max(M3)  /  Max_Time(M1), Max(M2),  Max(HAL)/Max(M2), Max(HAL)  Max(H_med),  LoadR_Max_Time(H_med),  Max_Time(M2), Max(M2),  Heel_Impact_Phase  Max(LToes), LoadR_Max(M3),  Max(HAL)/Max(M1),  LoadR_Max(Midfoot_lat),  Max_Time(M2),  LoadR_Max_Time(M4)  LoadR_Max(M2), Max(M5),  LoadR_Max(Midfoot_lat) 

R2  ,789 

,643 

,760 

,860 

,672 

Max(H_med), Max_Time(H_lat),  Max_Time(H_med)  / 

,553 

(Max(M1)+Max(M2))/(Max(M4)+Max(  M5)), LoadR_Max(M2) 

,614

Start dorsiflexion Left 1st MTP  Model Summary 

Change Statistics  Model 

R 

R Square 

Adjusted R  Square 

Std. Error of  the Estimate 

R Square  Change 

F Change 

df1 

df2 

Sig. F Change 

1 

,687(a) 

,471 

,444 

12,674710 

,471 

16,945 

1 

19 

,001 

2 

,806(b) 

,650 

,612 

10,590876 

,179 

9,212 

1 

18 

,007 

3  4 

,859(c) 

,738 

,692 

9,427728 

,088 

5,715 

1 

17 

,029 

,901(d) 

,813 

,766 

8,225377 

,074 

6,333 

1 

16 

,023 

a  Predictors: (Constant), Max(M5)  b  Predictors: (Constant), Max(M5), Max(HAL)  c  Predictors: (Constant), Max(M5), Max(HAL), LoadR_Max_Time(M4)  d  Pred ic to rs : (Constant), Max (M5), Max(HAL ), LoadR_Max_Time(M4), LoadR_Max(H_lat) 

Een  eerste  en  zeer  positieve  vaststelling  is  dat  de  voorspellingscoëfficiënt  R2  over  het  algemeen  vrij  hoog  is  (cf.  overzichtstabellen  in  Appendix  1),  waarbij  waarden rond de 70% en 80% de regel zijn, zowel links als rechts  Dit impliceert  de  aanwezigheid  van  een  vrij  sterke  relatie  tussen  plantaire  voetdrukken  en  gangkinematica.  Minder positief is dat de sets voorspellende variabelen  voor links en rechts nogal  verschillend zijn. Het aantal “voorspellers” die zowel voor links als rechts gelden  (in  de  overzichtstabellen  in  vetjes  aangeduid),  zijn  in  de  minderheid.  Dit  laatste  duidt  op    een  relatief  grote  variabiliteit  van  de  gangkinematica,  zoals  uitgedrukt  door  de  huidige  selectie  variabelen.  Introductie  van  alternatieve  drukvariabelen  zoals bijvoorbeeld deze die betrekking hebben op de Center­of­Pressure en ook  het  hanteren  van  relatieve  i.p.v.  absolute  variabelen,  kan  hier  verbetering  brengen. Verdere “data mining” is dus aan de orde. Dit is dan een volgende stap  in  de  exploratie  van  statistische  regressietechnieken    voor  het  voorspellen  van  gangkinematica door plantaire voetdrukken.  3. Opstellen van een biomechanisch model ter simulatie van  voetbewegingen.  Het  is  de  bedoeling  van  het  project  aan  de hand  van voetdrukken  de volledige  voetafrol, van het eerste hielcontact  tot laatste teencontact, te simuleren. Tot nu  toe  blijkt  dit  behoorlijk  te  gaan  tijdens    de  hielcontact­  en  de  daaropvolgende  midstandfase.  Uit  de  eerste  resultaten  voor  de  propulsiefase  blijkt  echter  dat  modellering van de voorvoet op basis van het huidige model beperkt wordt door  het  feit  dat  enerzijds  de  bewegingen  van  de  metatarsaalkoppen  klein  zijn  in  vergelijking  met  deze  van  de  hiel,  en  dat  anderzijds  ook  het  contactvlak  veel  kleiner  is.  Voor de propulsiefase zal  het door de relatief  kleine  bewegingen van  de  metatarsaakoppen  (samen  de  bal  van  de  voet)  tegenover  de  onvoldoende  oppervlakteresolutie  van  de  huidige  drukplaten,  niet  echt  mogelijk  zijn  de

voorvoet van een normale voet te  modelleren. Ook de koppeling tussen hiel en  voorvoet ligt niet meer voor de hand, behalve dan voor de midstandfase.  In deze optiek lijkt het ons noodzakelijk voor de normale gang een alternatieve,  liefst  multifactoriële,  benadering  toe  te  passen  om  verbanden  tussen  voetkinematica  en  plantaire  drukken  op  te  sporen  en  vast  te  leggen:  nl.  statistische regressie en neurale netwerken.  Een  uitgebreid  betoog  om  dit  staven  is  in  Appendix  2  te  lezen  onder    de  titel  “Haalbaarheid  van  de  simulatie  van  de  voorvoetbeweging  in  een  mechanisch  model aangedreven door plantaire drukken.”  Door  de  stijvere  structuur  en  de  beperkte  mobiliteit  tussen  achter­  en  voorvoet  van  de  prothesevoet,  zijn  de  hoger  vermelde  beperkingen  bij  prothesedragers  minder  aanwezig    en  kan  het  bestaande  model  eventueel  verder  uitgebouwd  worden.  .  De  resultaten  van  het  onderzoek  zullen  uitwijzen  of  het  toegepaste  model representatief is voor de bewegingen van artificiële voeten. 

4. Vervolg van het  onderzoek naar het verband tussen het verloop van het  Center­of­Pressure en calcaneaire eversie.  In  het  voortgangverslag  van  april  2006,  werden  de  eerste  resultaten  voorgesteld  van  de  studie  die  het  mediolaterale  verloop  van  het  Centre­of­Pressure  (CoP  of  aangrijpingspunt van de grondreactiekrachten) in relatie bracht met  de eversie van  het  hielbeen  (figuur  3a,b).  Hierin  werd  toen  aangetoond  dat  er  wel  degelijk  een  beduidende relatie  bestaat tussen beide, waarbij het CoP­verloop gekenmerkt werd  zowel door zijn mediolaterale positie, verplaatsing als zijn snelheid. Dit was  vooral  duidelijk voor de CoP van het hielbeen alleen, terwijl de CoP van de volledige voet  minder  voorspellend was. Kennis van het CoP­verloop van de hiel afzonderlijk blijkt  dus  een  vereiste  voor  een  betrouwbare  voorspelling  van  eventuele  calcaneaire  eversie. Een meer gedetailleerde discussie van deze resultaten is terug te vinden in  het  voortgangverslag  van  april  2006  of  in  het  complete  artikel  zoals  ingezonden  voor het tijdschrift Gait & Posture (cf. Appendix 3)

Fig.3a: Center­of­Pressure 

Fig.3b: Eversie van het hielbeen 

Teneinde  de  klinische  bruikbaarheid  van  deze  resultaten  uit  te  breiden  werd  er  nagegaan  of  het  mediolaterale  verloop  van  de  CoP  (positie,  verplaatsing  en  snelheid) ook een bruikbaar criterium is om onderscheid te maken tussen mensen  die  wandelen  met  een  zwakke    of    geprononceerde  calcaneaire  eversie.  Hiervoor  werd  gebruik  gemaakt  van  een  zogenaamde  analyse  van  variantie  (ANOVA)  volgens  Duncan. Hier  bleek  weeral de CoP van  de  hiel alleen    in  staat te  zijn het  verschil te maken tussen een sterke en zwakke calcaneaire eversie en, klinisch niet  onbelangrijk,  ook  eversiesnelheid.  Eveneens  belangrijk  is  dat  ook  verschillen  in  midtarsale  pronatie  (hier  vertolkt  door  naviculaire  drop)  konden  gedetecteerd  worden  door  observatie  van  de  mediolaterale  positie    van  het  COP  tijdens  laat  hielcontact.  Meer details van deze studie zijn te vinden in Appendix 3. 

5. Onderzoeksplanning voor de volgende maanden  ­ Neutrale netwerkenanalyse van de  kinematica van de voet en onderste  gewrichten in functie van de  plantaire drukken.  Zoals  in  het  document  “Bijsturing    projectbeschrijving  Tetra­project  50118  voor  het jaar 2007” (cf. Appendix 4) reeds aangetoond, wordt in dit project een nieuwe  invalshoek  geïntroduceerd,  teneinde  een  alternatief  te  bieden  voor  de  beperkingen van het deterministisch model, vooral in de propulsiefase.  Dit  is  mogelijk  binnen  de  hieronder  voorgestelde  personeelsverandering  (cf  “personeelsbeleid”).  Deze  netwerkanalyse  zal  het  op  basis  van  de  reeds  bestaande  meetdata,  toelaten relaties (netwerken) tussen gangkinematica en plantaire voetdrukken te  leggen.

­ Uitbreiden en exploratie van de regressieanalyse  met alternatieve variabelen  (“data mining”)  ­ Verdere verwerking van de data van de tweede cohorte proefpersonen. 

­ Opnames van prothesedragers met verschillende prothesen  en mensen met  spierdisfuncties.  ­ Exploratie van de dubbele contactfase in het biomechanisch en statistisch  model.  MANAGEMENTVERSLAG  ­ Meetinstrumentatie  Het  probleem  van  het  ter  beschikking  krijgen  van  het  beloofde  tweede  krachtenplatform  gecombineerd  met  een  drukplaat  en  3D­calibratiebox  van  de  nieuwe generatie,  blijft het project achtervolgen. Eerst zouden in mei de nieuwe  Chinese krachtenplatforms klaar zijn, die RSscan heeft moeten laten vallen daar  ze  uiteindelijk  niet    aan  de  nodige  kwaliteitstesten  bleken  te  voldoen.  Daarom  werden er dan  klassieke, en duurdere, AMTI­krachtplaten  besteld die  uiterlijk  in  september  zouden  geleverd  worden.  Tezelfdertijd  zouden  dan  ook  de  nieuwe,  nauwkeurigere 3D­calibratieboxen klaar zijn. Uiteindelijk had AMTI, de producent  van de krachtplaat, de bestelling van de nieuwe plaat over het hoofd gezien en  kon  deze  niet  vóór  januari  2007  geleverd  worden.  Dit  was  veel  later  dan  de  nieuwe  planning  voor  de  opnames  van  de  2 de  cohorte  normale  proefpersonen  waardoor  beslist  werd  (zoals  dit  ook  het  geval  was  voor  de  1 ste  cohorte)  meetapparatuur  bij  het  Departement  Biologie,  vakgroep  Functionele  Morfologie  (o.l.v. prof. P. Aerts) van  de   Universiteit Antwerpen te  gaan lenen.  Dit  kon pas  twee maanden later dan gepland ter beschikking gesteld worden, namelijk tijdens  de  2 e  helft  van  november.  De  metingen  verliepen verder  vlot  ondanks  de  korte  tijdsspanne.  Ter compensatie van deze vertraging werd beslist de regressieanalyses vroeger  aan  te  vatten  dan  oorspronkelijk  gepland.  De  eerder  niet  opgenomen  periodes  van wettelijk verlof van de door het IWT betaalde medewerkers (Friso Hagman,  Stijn  Van  Melckebeke  en  Koen  Janssens)  werden  tevens  in  deze  periode  genomen zodat geen projecttijd verloren ging.  (cf. Prestatietabel in Appendix 5)  ­ Personeelsbeleid  Friso  Hagman  is  in  de  maand  oktober  door  een  rekruteringsbureel  gecontacteerd  om  voltijds  voor  de  firma  Smith  &  Nephew  als  leiding  gevend  onderzoeker te komen werken.

Deze  firma  zou  dicht  bij  Leuven  een  gloednieuw  en  volledig  uitgerust  ganglaboratorium opzetten om in samenwerking met het Universitair Ziekenhuis  Gasthuisberg  knie­  en  heupprothesen  uit  te  testen.  Dit  was  een  zeer  aantrekkelijk aanbod, niet alleen financieel, doch ook professioneel (gloednieuw  volledig  uitgerust  ganglabo,  klinisch  expertonderzoek  op  de  biomechanische  functie  van  prothesen)  en  vooral  carrièrematig  (vaste  loopbaan  met  sterke  groeivooruitzichten).    Men  mag  hierbij  niet  vergeten  dat  de  toekomst  van  Friso  Hagman na het aflopen van het Tetra­project, zeer onzeker is.  Uiteindelijk heeft RSscan dan zelf een aanbod gedaan om Friso Hagman in het  project  te  houden.  Hoewel  financieel  minder  aantrekkelijk,  is er tussen RSscan,  Friso  Hagman  en  de  VUB  een  aanvaardbaar  akkoord  gesloten  waarbij  Friso  Hagman vanaf 1 januari 2007 slechts voor 43% op het Tetra­contract zou blijven  en tijdens een eerste jaar voor 40% bij RSscan zou werken Deze regeling moet  echter bekrachtigd worden door de gebruikerscommissie en uiteindelijk ook door  het IWT goedgekeurd worden.Men moet hierbij echter wel rekening houden met  het feit dat  aangezien Friso Hagman officieel een werknemer aan de VUB is, zijn  vooropzeggingstermijn  slechts 1 maand bedraagt.  Friso Hagman werkte voorheen 83% voltijds op het project (cf. prestatietabel). Hij  was  hierbij  verantwoordelijke  voor  de    biomechanische  bewegingsregistratie  en  modelering      van  het  gangpatroon  en  de  computerprogrammering  voor  dataverwerking.  Tevens  zag  hij  toe  op  de  implementatie  van  de  hieruit  voortvloeiende algoritmes in de RSscan software.  Zijn  officiële  inbreng  in  het  project  zou  dus    vanaf  1  januari  2007  met  40%  verminderen waarbij zijn  boven  gestelde opdracht in  principe  onveranderd  blijft,  doch  vooral  beperkt  wordt  tot  prothesedragers.  Zoals  boven  reeds  gesteld,  verhindert  de   beperkte   resolutie van  de  huidige  drukplatformen  de  toepassing  van  het  biomechanisch  model  op  een  normale  voet,  maar  niet  noodzakelijk  op  een prothesevoet.  De zo vrij gekomen 40% voltijds mandaat zou, na officiële goedkeuring van de  gebruikerscommissie en van  het IWT, vanaf 1 februari 2007 voor de duur van  één  jaar  toegekend  worden  aan  Olivier  Pareit.  Deze  laatste  is    licentiaat  informatica en is, op het eindejaarswerk na, afgestudeerd als Burgerlijk Ingenieur  in Computerwetenschappen.  Hij  zou zich vooral bezig  houden  met  het  toepassen van neurale netwerken  op  het gangpatroon van zowel  normalen als prothesedragers, steeds met het doel  om vanuit plantaire voetdrukdata de beweging van de voet af te leiden.  Hij zou hierbij bijgestaan worden door externe experten zoals Prof. Dr. Ir. Andrzej  Wit  van  de  Universiteit  Warschau,  Faculteit  bewegingswetenschappen,  die  een  samenwerkingsverband heeft met de vakgroep FABER van de  KU Leuven (zie  hiervoor meer in  Appendix 4  “Bijsturing  projectbeschrijving Tetra­project 50118  voor het jaar 2007”).

Concreet voorstel tot akkoord van de gebruikerscommissie:  Reductie voor 40% van het  Tetra­ mandaat van Friso Hagman vanaf  1 januari 2007 en vervanging, eveneens voor 40%, door Olivier Pareit  vanaf 1 februari 2007. 

­ Prestatietabel is terug te vinden in Appendix 5 

VALORISATIEVERSLAG  ­ Op het “90th ICB Seminar “Biomechanics of Human­Machine Systems. Trends  and Applications” heeft Prof. Peeraer de voordracht “Application of cybernetics  in artificlal limbs” gegeven. 

Buiten het geven van een presentatie waar onder meer nieuwe ontwikkelingen  in  prothesevoeten  belicht  werden,  zijn  ook  belangrijke  (geplande)  contacten  gelegd  met  onderzoekers  die  in  dit  Tetra­project  geïnteresseerd  zijn  en  eventueel tot samenwerking bereid zijn.

Het  eerste  belangrijke  contact  is  Prof  dr  ir  Andrzej  Wit,    zoals  hoger  reeds  vermeld,  expert  in  neurale  netwerken  en  bereid  gevonden  Olivier  Pareit  bij  te  staan  met  het  toepassen  van  neurale  netwerken  op  gangkinematica  en  plantaire voetdrukken.  Een  tweede  contact  is  Prof.  Dr.  Ir.  Jorge  Ambrosio,  van  de  Universiteit  van  Lissabon  (Departement  Mechanical  Engineering),  die    gespecialiseerd    is  in  “multi­body  segment  dynamics”.  Hij  werkt  momenteel  aan  een  mechanisch  voetmodel  en  kan  aldus  misschien  bijdragen  tot  het  ontwikkelen  van  het  biomechanisch model van Friso Hagman.  Verdere  informatie  is terug  te vinden  in een verslag van  het congres,  hier     in  Appendix 6 weergegeven.  ­  De    studie  over  de  relatie  tussen  het  verloop  van  het  Center­of­Pressure  en  calcaneaire  eversie  is  nu  als  artikel  opgestuurd  voor  publicatie  in  het  in  biomechanische  kringen  gekende  wetenschappelijk  tijdschrift  “Gait  &  Posture”  Het volledige artikel is in Appendix 3 terug te vinden.  ­  Er  is  voor  het  komende  wereldcongres  van  de  International  Society  for  Prosthetics  and  Orthotics  (ISPO  ­  in  Vancouver  juli  2007)  door  Louis  Peeraer  een  presentatie  gepland  met  de  titel  “From  foot  pressure  to  foot  motion?”.  De  abstract (cf. Appendix 7) is reeds ingezonden.

­ Valorisatie in opleiding  In de  lessen biomechanica, wordt zowel in het eerste als het tweede jaar in de  afstudeerrichtingen  “orthopedie”  en  “schoentechniek  voor  sport  en  revalidatie”  aan  de  Katholieke  Hogeschool  Kempen,  de  menselijke  gang  bestudeerd.  De  voet  en  het  voet­enkel  complex  spelen  daarin  uiteraard  een  bijzonder  belangrijke  rol.  Deze  lessenreeks  wordt  gegeven  voor  alle  Belgische  en  Nederlandse  studenten  (via  een  contractuele  samenwerking  met  de  Fontys  hogescholen Eindhoven).  Tijdens het eerste jaar wordt in deze lessenreeks naast de basisbegrippen over  biomechanica,  tijdens  het  tweede  semester  verder  ingegaan  op  meettechnieken  (toegepast  op  het  menselijk  lichaam).  Tijdens  deze  lessen  meettechnieken  zal  de  meetinfrastructuur  beschikbaar  aan  de  KHK  ingezet  worden  in  praktijksessies  die  de  studenten  vertrouwd  moeten  maken  met  het  meten van de kinematica (ondermeer het Coda­motion­systeem gezien het feit  dat  dit  real­time  metingen  toelaat  en  bijgevolg  bijzonder  aangewezen  is  voor  praktijksessies), en vooral de drukverdeling onder de voet. Deze sessies (Stijn  Van  Melckebeke)  moeten  integrerend  werken  met  de  lessenreeks  anatomie  (Koen Janssens) om de studenten een beter inzicht te geven in de functionele  karakteristieken van de voet bij normale subjecten, en hen toelaten de relatie te  leggen met de “normale” anatomische structuur van de voet. Tevens wordt de  normale  kinematica  van  het  onderste  lidmaat  tijdens  deze  sessies  proefondervindelijk vastgesteld en vergeleken met gepubliceerde normale data  (ondermeer  deze  uit  het  Simkin  project).  Studenten  kunnen  zich  in  kleine  groepen  verder  bekwamen  in  het  uitvoeren  van  zowel  kinematische­  als  drukverdelingsmetingen.  De  lessen  tijdens  het  tweede  jaar  (tevens  gemeenschappelijk  aan  beide  afstudeerrichtingen)  zijn  vooral  gericht  op  het  menselijk  gangpatroon,  pathologische  afwijkingen,  compensaties  en  orthetische  of  prothetische  oplossingen.  Hierbij worden biomechanische modellen aangebracht als pedagogisch concept  om  studenten de basis  bij te brengen van wat  een normale  gang is. Modellen  van de voet zoals hier in het project kunnen daarbij gehanteerd worden om de  functionele aspecten van de voet te illustreren. Daarbij komt ook het gaan met  prothesen,  enkel­voet  orthesen  en  correctiezolen  aan  de  orde,  naast  de  mogelijkheden die orthopedische schoenen kunnen bieden.  Tijdens dit jaar worden de voorheen verworven competenties verder aangevuld  met de competentie om dit beeld te integreren met de kennis van verschillende

voetpathologiëen,  afwijkende  gangpatronen  en  typische  gangafwijkingen  bij  neurologische­ en orthopedische pathologiëen (Louis Peeraer).  Eveneens  tijdens  het  tweede  jaar  worden  tijdens  de  praktijksessies  orthopedische  technologie  en  deze  voor  schoentechniek  (resp  supervisie  van  Louis  Peeraer  en  Koen  Vansteenwegen)  gebruik  gemaakt  van  de  RSScan­  drukplaat om de studenten in kleine groepen metingen te laten uitvoeren die in  combinatie met de gipsmaatname van de voet het uitgangspunt moeten vormen  voor het ontwerp van een steunzool en/of een orthopedische schoen.  Tijdens  deze  sessies  zullen  tevens  modelpatiënten  ingeschakeld  worden  met  orthopedische  en  neurologische  aandoeningen.  De  studenten  moeten  deze  onder  begeleiding  (Louis  Peeraer  en  Koen  Vansteenwegen)  onderzoeken  (klinisch  onderzoek aangevuld met  kinematische­ en  drukverdelingsmetingen),  waarna  tijdens  “case  presentations”  het  ontwerp  voor  steunzool  en/of  orthopedische schoen gemaakt wordt. 

­ Valorisatie in bijscholing.  Op  het  vlak  van  bijscholing  wordt  in  2007  een  seminarie  voorzien  in  “ganganalyse”  in  samenwerking  met  de  BVOOS  (Belgische  Vereniging  voor  Orthopedisch  Schoenmakers)  en  ISPO  (International  Society  for  Prosthetics  and Orthotics, Belgische Nationale vereniging) waarbij de basistechnieken voor  het  meten  van  beweging, kracht  en druk in  kaart gebracht worden, aangevuld  met  “hands­on”­sessies  waarbij  practici  hun  opgedane  kennis  kunnen  toetsen  aan hun praktijkervaringen.  Ook  de  Nederlandse  partners  uit  de  beroepssector  zullen  op  dit  initiatief  uitgenodigd worden.

APPENDICES  APPENDIX 1.  Overzichtstabellen  met  de  best  voorspellende  set van  drukvariabelen  en  de  respectievelijke voorspellingscoëfficiënt R2  voor  elke  kinematische  (te  voorspellen)  variabele, zowel voor de linker en rechterzijde.  De  synthesetabellen  uit  de  SPSS  –  output  met  de  zogenaamde  “Model  summary” van de lineaire regressie tussen gangkinematica van de voet en  onderste ledematen en plantaire voetdrukken zijn, wegens de grootte van  de totale file, alleen beschikbaar op de SIMKIN – webstek of op aanvraag  (CD­ROM of breedband – email).  APPENDIX 2.  “Haalbaarheid  van  de  simulatie  van  de  voorvoetbeweging  in  een  mechanisch model aangedreven door plantaire drukken.”  APPENDIX 3.  Influence of calcaneal eversion and navicular drop on the medial – lateral  behavior  of  the  Centre  of  Pressure  during  barefoot  walking.  Dit  artikel  is  ingezonden naar Gait & Posture op 23 november 2006.  APPENDIX 4.  “Bijsturing  projectbeschrijving Tetra – project 50118 voor het jaar 2007”.  APPENDIX 5.  Prestatietabel    van  de  werkzaamheden    in  de  maand  september  tot  december 2006.  APPENDIX 6.  Verslag  van  het  congres  “90th  ICB  Seminar  “Biomechanics  of  Human­  Machine Systems. Trends and Applications”  APPENDIX 7.  Abstract van  de presentatie  voor  het wereldcongres International Society  for Prosthetics and Orthotics (in Vancouver juli 2007)