Voorspelling van gang-neuromechanica na orthopedische interventies bij kinderen met cerebrale parese met behulp van computersimulaties op basis van gepersonaliseerde modellen

Kinderen met hersenverlamming (cerebrale parese, CP) liepen hersenschade op die de motorische controle aantast en leidt tot spasticiteit en spierzwakte. Al deze factoren zorgen voor een pathologisch gangpatroon dat op termijn de mobiliteit en onafhankelijkheid van deze kinderen ondermijnt. Deze kinderen ondergaan orthopedische ingrepen met als doel hun gangprestaties te verbeteren. Maar deze ingrepen zijn niet altijd even succesvol wat in sommige gevallen leidt tot bijkomende ingrepen met een grote socio-economische impact. Mijn doctoraatsproject kadert binnen het SimCP-project dat als doel heeft om een simulatieplatform te ontwikkelen dat clinici toelaat om a priori de functionele uitkomst van verschillende ingrepen te vergelijken op basis van gepersonaliseerde neuro-musculoskeletale modellen en voorspellende bewegingssimulaties. Ik zal hiertoe bijdragen door modeleren van de niet-selectieve aansturing van de spieren bij deze kinderen die gekarakteriseerd wordt door een beperkt aantal spiergroepen of synergieën die onafhankelijk aangestuurd worden. Deze synergieën zullen bepaald worden door decompositie van enerzijds experimenteel opgemeten spieractiviteit (electromyografie) en anderzijds berekende spieractiviteit die in overeenstemming is met de experimenteel opgemeten gewrichtsmomenten. Hierbij zal de invloed van de mate van personalisatie van het musculoskeletaal model op de berekende synergieën onderzocht worden. Vervolgens zal ik deze synergieën gebruiken om de motorische controle te beschrijven voor voorspellende simulaties van het gangpatroon na de ingreep. Ter ondersteuning van het gebruik van deze simulaties in de klinische praktijk, zal ik een graphical user interface ontwikkelen die de clinici toelaat om op een intuitieve manier te interageren met de modellen door het vertalen van informatie over de geplande ingreep naar wijzigingen in het musculoskeletaal model en het voorspelde gangpatroon na de ingreep.