In het Wearable Robotics Lab van Universiteit Twente (UT) zijn alle obstakels van de exoskeletrace in Zwitserland nagebouwd: de bank, helling, trap, slalom én het ongelijke terrein. Hier worden piloten klaargestoomd voor de Cybathlon in het exoskelet van Symbitron+, dat uitblinkt in aansturing en balans.

In 2020 vindt in Zürich de Cybathlon plaats, ook de paralympische bionische spelen genoemd. Een uniek kampioenschap waarin mensen met een lichamelijke beperking het tegen elkaar opnemen om dagelijkse taken uit te voeren met behulp van geavanceerde technische hulpmiddelen. Zoals traplopen en lopen over oneffen terrein met behulp van een exoskelet. Revalidatie Magazine belicht de Nederlandse deelnemers. Deel 3: team Symbitron+ van Universiteit Twente, TU Delft en Roessingh, Centrum voor Revalidatie.

 

 

 

Anders dan bij het studententeam Project March van de TU Delft bestaat Symbitron+ uitsluitend uit vaste medewerkers. Edwin van Asseldonk, universitair hoofddocent vakgroep Biomechanical Engineering van de UT, is teamleider. ‘Symbitron+ wil de functionele loopvaardigheid van mensen met een complete of incomplete dwarslaesie verbeteren. Een exoskelet ondersteunt de loopbeweging van de piloot, die daarbij gebruikmaakt van krukken voor evenwicht. Wat ons exoskelet bijzonder maakt, is de directe aansturing van enkel-, knie- en heupgewrichten met behulp van elektromotoren. De ondersteuning van alle belangrijke gewrichten bij het lopen zorgt voor meer bewegelijkheid en balans voor de piloten.’

Vóór Symbitron+ was er project Symbitron, dat in Europees verband een exoskelet ontwikkelde. Toen dat project anderhalf jaar geleden stopte, besloten UT en TU Delft het bestaande exoskelet verder te ontwikkelen. Roessingh sloot als derde partner aan. Bovendien kregen de UT en TU Delft een belangrijke subsidie van de Nederlandse organisatie voor Wetenschappelijke Onderzoek (NWO), waarin ook de Sint Maartenskliniek een belangrijk partner is. In het Wearable Robotics Lab werken de partners aan verschillende robottoepassingen, zoals het exoskelet en bionische protheses. Met de piloten hebben zij een gemeenschappelijk doel: deelname aan de Cybathlon. De taakverdeling binnen Symbitron+ is duidelijk. De fysiotherapeuten van Roessingh zijn aanwezig bij de trainingen. Ze denken mee over de optimale looppatronen en houden zicht op de belastbaarheid van de piloten en hun veiligheid. Ook selecteren de revalidatiecentra geschikte piloten om te trainen bij Symbitron+. TU Delft richt zich vooral op de ontwikkeling van de hardware en het mechanische gedeelte van het exoskelet, zoals de motoren. UT zorgt voor de softwarekant van het skelet, waaronder de aansturing.

‘Elke stap moet zo optimaal mogelijk zijn’, legt teamleider Van Asseldonk uit. ‘Iedere beweging die hoort bij bijvoorbeeld traplopen is vastgelegd in een algoritme. Zo tilt het skelet het been niet zomaar een stuk op, maar precies zoveel centimeter als nodig om op een trede te stappen en onder de juiste hoek. Op zich zijn bewegingspatronen vrij star. Wij zoeken naar algoritmes die ze flexibeler maken, waardoor de bewegingen vloeiender op elkaar aansluiten. Onze aansturing maakt dat de piloten snel kunnen schakelen van lopen naar traplopen en weer terug.’

In Zürich mogen alleen piloten met een complete dwarslaesie meedoen aan de race. Zoals Dennie Jager (24). Vijf jaar geleden liep hij een complete dwarslaesie (T4/T5) op na een scooterongeluk enraakte verlamd vanaf zijn borst. Ondanks de prognose dat zelfstandig lopen er niet meer in zit, zet hij alles op alles om weer te staan en te bewegen. Hij is ambassadeur van de stichting Walk On, die zich inzet om mensen met een dwarslaesie weer te laten lopen, en kocht met crowdfunding een eigen exoskelet. Met Symbitron+ wil hij bijdragen aan de ontwikkeling van exoskeletten, zodat deze voor meer mensen met een dwarslaesie beschikbaar komen.  

‘We hebben echt een goed pak voor de race in Zürich. Opstaan, draaien, lopen en rechtstaan gaan met het exoskelet van Symbitron+ veel makkelijker dan met mijn eigen exoskelet. Dat zit ‘m vooral in de extra beweging van de enkels, knieën en heupen’, zegt Dennie. ‘Onze deelname aan de Cybathlon helpt de ontwikkeling van exoskeletten te versnellen en de beperkingen die er nog zijn, weg te nemen. Want in de dagelijkse praktijk is een exoskelet nog niet echt praktisch, helaas. Lopen op een vlakke ondergrond is goed te doen, maar obstakels zoals een drempel of een hobbel in de weg zijn lastig. Vanwege de krukken heb je je handen niet vrij. Je kunt ook niet even bukken om wat te pakken en soms stopt het pak niet meteen; da’s best spannend. Natuurlijk ben ik sneller met een rolstoel dan met mijn eigen exoskelet. Maar pas als ik rechtop sta en iemand weer in de ogen kan kijken, voel ik me een volwaardig mens. De rolstoel en mijn exoskelet: het zijn voor mij twee verschillende werelden.’

Revalidatiearts Claire Franke van Roessingh herkent veel in de ervaringen van Dennie Jager. ‘Ik zie het voorlopig nog niet gebeuren dat revalidanten met een nieuwe dwarslaesie standaard een exoskelet aangemeten krijgen. Nog los van de kosten. Als het gebruiksgemak op termijn verder toeneemt, past het exoskelet wel in een revalidatietraject voor mensen met een dwarslaesie. Onderzoeken waaronder die van de Sint Maartenskliniek laten positieve resultaten zien, zoals minder spasmen en minder pijn bij regelmatig trainen met een exoskelet. Ook lijkt het een positief effect te hebben op de blaas- en darmfunctie. Voor mensen met een incomplete dwarslaesie zou looptraining eventueel kunnen bijdragen aan functieherstel. Mentaal geeft het gebruikers ook een flinke boost. Symbitron+ biedt ons de kans om out of the box te denken over de doorontwikkeling van het exoskelet. Ik verwacht dat bewegen met hulp van een robot steeds meer zijn weg gaat vinden naar de revalidatie. Het is efficiënt en minder arbeidsintensief voor de fysiotherapeut, die mogelijk ook meerdere revalidanten tegelijk kan begeleiden.’