29/06/2022
Door Ad Spijkers
Een draagbare stoffen exospier moet mensen met beperkte mobiliteit meer kracht en uithoudingsvermogen in het bovenlichaam geven.
Bethlem-myopathie is een zeldzame spierziekte waarbij patiënten steeds zwakker worden in hun spieren. Om het gebrek aan spierkracht in de armen te compenseren, maken ze in het dagelijks leven ontwijkende bewegingen, die op hun beurt leiden tot een ongemakkelijke houding en spanning. Er zijn nu veel goede therapieapparaten in klinieken, maar deze zijn vaak duur en groot. Er zijn minder technische hulpmiddelen die patiënten direct ondersteunen in het dagelijks leven en waarmee ze ook thuis kunnen trainen. Onderzoekers aan de Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH) willen dit gat dichten.
Zoveel kracht als nodig
Uit dit idee kwam het Myoshirt voort, een zachte draagbare exospier voor het bovenlichaam. Het bestaat uit een soort vest met manchetten voor de bovenarmen en een klein doosje waarin alle techniek zit die niet direct op het lichaam wordt toegepast. Met behulp van sensoren in de stof herkent een intelligent algoritme wat voor beweging de drager wil maken en hoeveel kracht daarvoor nodig is. Een motor verkort vervolgens een kabel die evenwijdig aan de spieren in de stof loopt – een soort kunstmatige pees – en ondersteunt zo de beweging.
De ondersteuning is in lijn met de beweging die door de gebruiker wordt uitgevoerd en kan worden aangepast aan individuele voorkeuren. De gebruiker heeft altijd de controle en kan het apparaat op elk moment overschrijven.
Meer uithoudingsvermogen
De onderzoekers hebben de eerste prototypes getest in een onderzoek met twaalf proefpersonen: tien gezonde mensen, één persoon met spierzwakte en één persoon met een dwarslaesie. De resultaten zijn veelbelovend: alle deelnemers konden hun armen en/of voorwerpen veel langer optillen dankzij de exospier. De uithoudingstijd nam bij gezonde deelnemers met ongeveer een derde toe, bij de deelnemer met spierzwakte nam deze toe met 60% en de proefpersoon met een dwarslaesie kon de hem opgedragen oefeningen drie keer zo lang doen. De eigen spieren waren minder gespannen en de overgrote meerderheid van de testdeelnemers vond het apparaat ook intuïtief in gebruik.
De weg naar een product dat klaar is voor de markt is echter nog lang. In een volgende stap willen de onderzoekers hun prototype buiten het laboratorium testen in de natuurlijke omgeving van de toekomstige drager en deze resultaten gebruiken om het apparaat verder te verbeteren. Om het apparaat onzichtbaar en comfortabel onder kleding te kunnen dragen, moet het ook kleiner en lichter worden. De aandrijf- en bedieningskast heeft nu een massa van 4 kg.
Om een maximaal gereduceerd product te krijgen, willen de onderzoekers zich blijven focussen op één kernfunctie: het ondersteunen van de schouder bij het optillen van de armen. Ze werken samen met spin-off MyoSwiss, dat een zacht exoskelet produceert en verkoopt.
Foto: ETH Zürich / Florian Haufe