Sensorische verwerking van het bovenste lidmaat: ontwikkeling van een robotparadigma

Beroerte staat in de wereldwijde top 3 van belangrijkste oorzaken voor sterfte en fysieke beperkingen. Na een beroerte zijn er vaak bewegings- en gevoelsstoornissen van de arm aanwezig. Tot wel 50% van de personen vertonen exteroceptieve stoornissen in de acute fase na een beroerte, en tot wel 63% vertonen stoornissen in de proprioceptie of sensorische verwerkingsfunctie van de arm. Exteroceptie is de detectie van oppervlakkige aanraking, pijn en temperatuur op de huid. Proprioceptie is de detectie van gewrichtspositie en -beweging. De sensorische verwerkingsfunctie gaat deze exteroceptieve en proprioceptieve signalen verder verwerken in de hersenen om sensorische informatie te kunnen onderscheiden en herkennen. Zes maanden na een beroerte vertoont exteroceptie een bijna compleet herstel, terwijl proprioceptie en sensorische verwerking gemiddeld slechts 69-86% van het potentiële herstel vertonen. Deze gevoelsstoornissen hebben een negatieve impact op het functioneren na een beroerte, dus accurate evaluatie en effectieve behandelingen zijn noodzakelijk. Helaas is er in de literatuur een tekort aan gestandaardiseerde meetschalen en behandelingen die een goede wetenschappelijke onderbouwing hebben. Het gebruik van robots is een interessante manier om aan deze doelen te voldoen, omdat zij objectieve en gedetailleerde evaluatie kunnen voorzien, alsook intensieve behandelingen kunnen ondersteunen.

In het eerste hoofdstuk hebben we een eerste belangrijke stap gezet door het ontwikkelen van een robotevaluatie voor de sensorische verwerkingsfunctie van de arm. Deze evaluatie bestond uit drie stappen, namelijk het verkennen, natekenen, en herkennen van geometrische figuren. We hebben aangetoond dat deze nieuwe evaluatiemethode valide is, onder meer omdat het een onderscheid kan maken tussen deelnemers met of zonder beroerte. We hebben namelijk aangetoond dat 20 deelnemers met chronische beroerte slechter scoorden op de evaluatie dan 60 gezonde proefpersonen. Bovendien waren de scores goed gecorreleerd met een andere sensitieve klinische uitkomstmaat. In het tweede hoofdstuk toonden we, aan de hand van de resultaten van 96 gezonde proefpersonen, aan dat de scores op deze nieuwe robotevaluatie dalen bij stijgende leeftijd en slechtere cognitieve functie.

In het derde hoofdstuk beschreven we een nieuwe klinische uitkomstmaat om de interactie tussen beweging en gevoel van de arm te evalueren. We hebben een gekende uitkomstmaat, namelijk de action research arm test (ARAT), aangepast om uit te voeren met de ogen gesloten. Deze aangepaste versie, genaamd de sensorimotorische ARAT of sARAT, laat toe om de impact van gevoelsstoornissen op de bewegingsprestatie van de arm te evalueren bij afwezigheid van visuele informatie. Ook hier toonden we de validiteit van de uitkomstmaat aan. We zagen dat 22 deelnemers met chronische beroerte slechter scoorden dan 60 gezonde proefpersonen. Er werden ook hoge correlaties gevonden met andere uitkomstmaten voor beweging en gevoel van de arm.

In het vierde hoofdstuk beschreven we ten slotte nog een nieuwe robot-geassisteerde behandelingsmethode voor de gevoelsfunctie van de arm, welke gebaseerd was op de zogenaamde SENSe trainingsprincipes. Tien proefpersonen met chronische beroerte en resterende bewegings- en gevoelsbeperkingen van de arm namen deel aan 10 sessies van telkens 60 min verspreid over vier weken. Per sessie werd er geoefend op de proprioceptie en sensorische verwerkingsfunctie van de arm door middel van vier nieuwe robottaken. Na de 10 sessies zagen we kleine verbeteringen in exteroceptie, proprioceptie en sensorische verwerking van de arm, alsook in de bewegingsfunctie en de interactie tussen beweging en gevoel.

Samengevat beschreven we nieuwe evaluatie- en behandelingsmethodes voor de sensorische verwerkingsfunctie van de arm. De resultaten van deze doctoraatsthesis vormen een sterke basis voor toekomstig onderzoek naar het herstel van de sensorische verwerkingsfunctie van de arm na beroerte.