Integratie van functionele, dagdagelijkse bewegingsactiviteiten in een nieuwe kadaver fysiologische kniesimulator

Karakterisering van de biomechanica van het kniegewricht, zoals kinematica en kinetica, is essentieel voor het begrijpen van de biomechanische impact van momenteel gebruikte of nieuw ontwikkelde prothesen, chirurgische methoden en revalidatiestrategieën in het kniegewricht. Dit komt omdat een van de belangrijkste doelen van kniegewrichtartroplastiek is om de natieve gewrichtsbiomechanica te herstellen. In de dagdagelijkse klinische praktijk, maar ook bij de opleiding van chirurgen, worden voornamelijk subjectieve beoordelingen van de gewrichtsbiomechannica gebruikt zoals de passieve beweging en gewrichtslaxiteit. Fysiologische simulatoren daarentegen kunnen het biomechanische gedrag van kadaverknieën objectief en nauwkeurig documenteren tijdens gewichtdragende functionele motorische taken, zoals hurken. Bijkomend zijn deze simulatoren niet beperkt in termen van invasiviteit, bruikbaarheid, tijd en kosten in vergelijking met de meer klassieke in-vivo evaluatie. Een nieuwe fysiologische kniesimulator is onlangs ontworpen door het Institute for Orthopaedics Research and Training (IORT), die de mechanische controle toelaat van meerdere vrijheidsgraden bij de enkel, zoals anterior-posterior, mediaal-laterale en inferieur-superieure translaties en ook van meerdere spiergroepen zoals quadriceps, rechter en linker hamstrings. Belangrijker evenwel is dat, naast de hurkbeweging, het ontwerp specifiek gericht is op het faciliteren van de simulatie van meer complexe en klinisch relevante functionele bewegingen zoals traplopen en afdalen, zittend-naar-stand bewegingen, lopen en fietsen. Desalniettemin zijn, voor zover wij weten, controlestrategieën voor nauwkeurige, fysiologische simulatie van dergelijke complexe bewegingsactiviteiten van het dagelijks leven nog niet beschreven of geëvalueerd in de literatuur. Daarom heeft dit proefschrift tot doel: (1) de herhaalbaarheid van deze nieuwe kniesimulator in termen van de hurkbeweging biomechanisch te valideren en te valideren door te vergelijken met een voormalige gevalideerde op Oxford gebaseerde knie-rig bij het IORT, (2) om de biomechanische te controleren en simuleren parameters in termen van kinematica en kinetica te definiëren voor dagelijkse activiteiten - traplopen, dalen, zitten-naar-stand, lopen en fietsen. Hiervoor zal gebruik gemaakt worden van een eerder verzamelde in-vivo dataset om vervolgens met behulp van inverse kinemetica en dynamica de onderliggende krachten te bepalen om vervolgens te integreren in de in-house ontwikkelde nieuwe fysiologische kniesimulator. (3) Om de resulterende gesimuleerde kinematica- en kinetica voor dergelijke bewegingen te vergelijken met beschikbare in-vivo- en in-silico-datasets (4) om de kinematische en kinetische herhaalbaarheid van dagelijkse levensactiviteiten te valideren met behulp van kadaverkniespecimens.