Simulatie van driedimensionele gangkinematica van het onderste lidmaat met behulp van plantaire voetdrukken : een innovatie voor plantaire drukmeetsystemen met klinische implicaties TETRA project 50118 VOORTGANGSVERSLAG januari 2007 TECHNISCH VERSLAG De technische activiteiten van de laatste maanden reflecteren uiteraard op de gestelde mijlpalen na 1 jaar werkzaamheid. Uitgevoerde activiteiten 1. Meting tweede cohorte proefpersonen Aansluitend op de opnames van de eerste cohorte in de maand mei en juni, is er een tweede reeks opnames gebeurd tijdens de laatste weken van november. Dit is later dan de geplande periode van september oktober. Deze vertraging was echter onvermijdelijk en onverwacht daar het beloofde en onmisbare tweede combo krachtenplatform drukplaat, oorspronkelijk al voor de maand mei beloofd, vervolgens voor september (zeker vóór eind september), en nu uiteindelijk pas in de loop van de maand januari 2007 geleverd zou worden. De producent van de krachtplaat, de Amerikaanse firma AMTI, was gewoon, hoe ongelooflijk dit ook moge klinken, de bestelling uit het oog verloren. Dit maakt dat we, net zoals voor de opnamen van de 1 e cohorte, in extremis alles in het werk hebben moeten stellen om in een recordtempo de nodige meetapparatuur bij mekaar te krijgen door een beroep te doen op andere laboratoria waarmee we een goede werkrelatie hebben. Het spreekt voor zich dat het niet evident was hiervoor een nieuwe planning uit te werken vermits de te lenen apparatuur in deze laboratoria niet direct ter beschikking was en het ook in andere onderzoeksopzetten ingeschakeld was. De extra camera s en de tweede krachtenplaat konden bijgevolg slechts beschikbaar gesteld worden in een wel zeer kort tijdsslot van twee weken in de tweede helft van november. Dit is twee maand later dan gepland. Alles werd ook in het werk gesteld om de nodige afspraken te maken met de proefpersonen om zich binnen een wel zeer kort tijdsbestek beschikbaar te stellen voor de metingen.
Uiteindelijk werden er voor de tweede cohorte 31 normalen en 9 prothesedragers getest. Dit is iets minder dan gepland, maar rekening houdend met bovenvermelde beperkingen is dit een succes te noemen. Opgemerkt dient te worden dat de meeste proefpersonen slechts s avonds ter beschikking waren, wat een bijkomende belasting betekende voor de personeelsinzet. Het testen van prothesedragers vereiste bovendien een aantal tijdrovende aanpassingen die inherent zijn aan de uitlijning van prothesen en de afstelling van de prothesevoeten i.v.m. de hakhoogte. De prothesedragers werden getest met hun eigen prothese. Het is hierbij echter de bedoeling diezelfde mensen een tweede maal te testen, maar dan tevens met andere types prothesevoeten, zodat een beter en ruimer beeld ontstaat over de bruikbaarheid van het voetmodel. Voor de normale populatie vormt het aantal proefpersonen geen probleem: een 80 tal proefpersonen zijn nog altijd ruim voldoende om als referentiepopulatie voor een normaal gangpatroon te fungeren. Het aantal prothesedragers wordt in de nog volgende maanden verder vervolledigd. Dit gebeurt dan niet meer in het biomechanica laboratorium op de VUB, maar zoals voorzien in het ganglaboratorium van de KHK. De permanente opstelling met een CODAmotion bewegingsanalysesysteem is ruim getest en nu operationeel. De meetopstelling laat momenteel enkel unilaterale opnames toe (links of rechts), maar de nauwkeurigheid en onmiddellijke beschikbaarheid van de gegevens door het gebruik van actieve markers laat toe de bewegingen van voet en onderbeen snel en nauwkeurig in kaart te brengen. De Coda motion wordt in januari gekoppeld aan een 1 meter lange AMTIkrachtenplatform (de levering van het AMTI platform zou in de loop van de maand januari moeten plaatsvinden) en aan bijhorende RSscan drukplaat met een 3D calibratiebox van de nieuwe generatie (reeds geleverd). Door het feit dat dezelfde prothese zowel op de VUB als op de KHK getest zal worden, kunnen de resultaten van beide systemen niet alleen met elkaar vergeleken maar op elkaar afgestemd worden. Dit heeft het grote voordeel dat alle verdere opnames met andere types prothesen met het permanent opnamesysteem op het HK kunnen gebeuren. Binnen de KHK wordt tevens gewerkt aan een programma dat een dataconversie tussen Vicon en Codamotion gegevens mogelijk moet maken. 2. Statistische relatie tussen kinematica der onderste gewrichten en plantaire drukken Dit onderdeel van het onderzoek was eigenlijk voor het volgende kwartaal in 2007 gepland. Maar door de onverwachte verdaging van de opnames voor de 2 e cohorte (van september naar november, zie hoger), werd de vrij gekomen tijd benut om het statistisch luik nu reeds op te starten. Dit heeft tot doel door regressietechnieken correlaties te zoeken tussen de plantaire voetdrukken en de kinematica van de voet en de hoger gelegen gewrichten van de enkel, knie en heup. Bij de drukvariabelen horen alle, niet aan het Center of Pressure gerelateerde variabelen. Wat de Center of Pressure variabelen zelf betreft, is er
een aparte studie, waarvan de eerste resultaten reeds in mei gepresenteerd zijn en het vervolg in dit verslag voorgesteld wordt (cf. hieronder sectie 4. Vervolg van het onderzoek naar het verband tussen het verloop van het Center of Pressure en calcaneaire eversie). Na de berekening van de representatieve kinematische en druk gerelateerde variabelen en de zogenaamde cleaning ervan, werden alle drukdata onderling gecorreleerd met een eenvoudige Pearson of (in het geval van nietparametrische data) Spearman test. Dit gebeurde uiteraard ook met alle kinematische variabelen. Er werden hier geen noemenswaardige significante correlaties gevonden. Dit betekent dat de meeste variabelen, zij het druk of kinematica, vrij onafhankelijk van elkaar kunnen beschouwd worden, uitgezonderd misschien de gecombineerde variabelen zoals (M1+M2/M4+M5) enz... Nadien werd dan de eigenlijke opdracht aangevat, nl. de lineaire regressie analyse, waarbij gepoogd wordt elke kinematische variabele in functie van een reeks drukvariabelen te voorspellen. De afhankelijke (dus te voorspellen) kinematische variabelen zijn de startwaarde (bij hielimpact), het maximum, het minimum en de maximale bewegingsuitslag (range of motion) in flexie/extensie, inversie/eversie en ab/adductie van het 1 ste gewricht, de laterale en mediale middenvoet (respectievelijk LMV en MMV), de hiel, de enkel, de knie en de heup. Voor de hiel zijn dat de hoeken t.o.v. de referentieassen van het labo. Dit zijn dezelfde gewrichten waarvan het bewegingsverloop tijdens grondcontact in het voorgaand verslag gepresenteerd werd. De onafhankelijke (voorspellende) variabelen zijn de klassieke drukvariabelen, zoals de duur van de hielcontact, midstand en propulsiefase, de maximale druk (= Max) en belastingssnelheid (=LoadR_Max) van hallux, tenen, metakop 1 tot 5, mediale en laterale hiel, de respectievelijke tijden tot deze maxima (=Max_Time en LoadR_Max_Time). De afkortingen tussen haakjes zijn deze gebruikt in de tabellen met het overzicht van de resultaten van de regressieanalyse. Voor deze regressieanalyse werd geopteerd voor een zogenaamde forward benadering, waarbij de onafhankelijke drukvariabele die het sterkst met de gekozen afhankelijke kinematische variabele correleert, het eerst in de regressievergelijking verschijnt, en daaropvolgend de tweede sterkste variabele, enz... Dit gaat zo door zolang het significantieniveau van de F waarde van de ingebrachte variabele lager blijft dan de gestelde.05. Hierbij werd het bekende statistische softwarepakket SPSS (versie 13) gebruikt. De synthese van de resultaten van deze analyse (de Model summary uit de SPSS outputs) zijn in Appendix 1 verzameld, Deze geven aan hoe de voorspellingscoëfficient R Square (R2) toeneemt naarmate het aantal voorspellende variabelen in de regressie aangroeit. Het laatste model (onderaan de tabel) stelt het finale regressiemodel voor met de hoogste voorspellingswaarde of R Square. De hierbij meespelende drukvariabelen staan op de laatste lijn van de tekst onderaan de tabel.
Overzichtstabellen met de voorspellende drukvariabelen en de respectievelijke voorspellingscoëfficiënt R2 voor elke (te voorspellen) kinematische variabele, zijn zowel voor de linker en rechterzijde, vooraan in Appendix 1 samengebracht. Lege cellen in een tabel betekenen dat de voorspellingswaarde laag, t.t.z. onder de 50% ligt. Hieronder is als voorbeeld het bovenste deel van de overzichtstabel voor het 1 ste metatarsofalangaal gewricht (gewricht van de hallux of grote teen) afgebeeld, samen met een Model Summary tabel van de regressie voor het linker gewricht. Joint Variable Left R2 Right R2 Start dorsiflexion Start inversion Start abductie Max dorsiflexion Max inversion Max abduction Min dorsiflexion Min inversion Min abduction Max(M5), Max(HAL), LoadR_Max_Time(M4), LoadR_Max(H_lat) LoadR_Max_Time(H_med), Max(M1) Max(H_lat), LoadR_Max(H_med), Max(HAL) LoadR_Max(H_med), LoadR_Max_Time(H_lat), Max(H_lat), Max_Time(H_lat) Max(HAL)/Max(M1) LoadR_Max(H_med), (Max(M1)+Max(M2))/(Max(M4)+M ax(m5)), Max(M1)/Max(M5), Max_Time(M3) Max(M5), LoadR_Max(M3),813,538 Max(M1), Max(H_med), Max_Time(H_lat), Max(M5), LoadR_Max(M3) / Max_Time(M1), Max(M2),,595 Max(HAL)/Max(M2), Max(HAL) Max(H_med), LoadR_Max_Time(H_med),,846 Max_Time(M2), Max(M2), Heel_Impact_Phase Max(LToes), LoadR_Max(M3), Max(HAL)/Max(M1),,336 LoadR_Max(Midfoot_lat), Max_Time(M2), LoadR_Max_Time(M4),792 LoadR_Max(M2), Max(M5), LoadR_Max(Midfoot_lat),604 Max(H_med), Max_Time(H_lat), Max_Time(H_med),797 / Max(HAL)/Max(M1), Max(M2), LoadR_Max(M5) / (Max(M1)+Max(M2))/(Max(M4)+Max( M5)), LoadR_Max(M2),789,643,760,860,672,553,614
Start dorsiflexion Left Model Summary Change Statistics Model R R Square Adjusted R Square Std. Error of the Estimate R Square Change F Change df1 df2 Sig. F Change 1,687(a),471,444 12,674710,471 16,945 1 19,001 2,806(b),650,612 10,590876,179 9,212 1 18,007 3,859(c),738,692 9,427728,088 5,715 1 17,029 4,901(d),813,766 8,225377,074 6,333 1 16,023 a Predictors: (Constant), Max(M5) b Predictors: (Constant), Max(M5), Max(HAL) c Predictors: (Constant), Max(M5), Max(HAL), LoadR_Max_Time(M4) d Predictors: (Constant), Max(M5), Max(HAL), LoadR_Max_Time(M4), LoadR_Max(H_lat) Een eerste en zeer positieve vaststelling is dat de voorspellingscoëfficiënt R2 over het algemeen vrij hoog is (cf. overzichtstabellen in Appendix 1), waarbij waarden rond de 70% en 80% de regel zijn, zowel links als rechts Dit impliceert de aanwezigheid van een vrij sterke relatie tussen plantaire voetdrukken en gangkinematica. Minder positief is dat de sets voorspellende variabelen voor links en rechts nogal verschillend zijn. Het aantal voorspellers die zowel voor links als rechts gelden (in de overzichtstabellen in vetjes aangeduid), zijn in de minderheid. Dit laatste duidt op een relatief grote variabiliteit van de gangkinematica, zoals uitgedrukt door de huidige selectie variabelen. Introductie van alternatieve drukvariabelen zoals bijvoorbeeld deze die betrekking hebben op de Center of Pressure en ook het hanteren van relatieve i.p.v. absolute variabelen, kan hier verbetering brengen. Verdere data mining is dus aan de orde. Dit is dan een volgende stap in de exploratie van statistische regressietechnieken voor het voorspellen van gangkinematica door plantaire voetdrukken. 3. Opstellen van een biomechanisch model ter simulatie van voetbewegingen. Het is de bedoeling van het project aan de hand van voetdrukken de volledige voetafrol, van het eerste hielcontact tot laatste teencontact, te simuleren. Tot nu toe blijkt dit behoorlijk te gaan tijdens de hielcontact en de daaropvolgende midstandfase. Uit de eerste resultaten voor de propulsiefase blijkt echter dat modellering van de voorvoet op basis van het huidige model beperkt wordt door het feit dat enerzijds de bewegingen van de metatarsaalkoppen klein zijn in vergelijking met deze van de hiel, en dat anderzijds ook het contactvlak veel kleiner is. Voor de propulsiefase zal het door de relatief kleine bewegingen van de metatarsaakoppen (samen de bal van de voet) tegenover de onvoldoende oppervlakteresolutie van de huidige drukplaten, niet echt mogelijk zijn de
voorvoet van een normale voet te modelleren. Ook de koppeling tussen hiel en voorvoet ligt niet meer voor de hand, behalve dan voor de midstandfase. In deze optiek lijkt het ons noodzakelijk voor de normale gang een alternatieve, liefst multifactoriële, benadering toe te passen om verbanden tussen voetkinematica en plantaire drukken op te sporen en vast te leggen: nl. statistische regressie en neurale netwerken. Een uitgebreid betoog om dit staven is in Appendix 2 te lezen onder de titel Haalbaarheid van de simulatie van de voorvoetbeweging in een mechanisch model aangedreven door plantaire drukken. Door de stijvere structuur en de beperkte mobiliteit tussen achter en voorvoet van de prothesevoet, zijn de hoger vermelde beperkingen bij prothesedragers minder aanwezig en kan het bestaande model eventueel verder uitgebouwd worden.. De resultaten van het onderzoek zullen uitwijzen of het toegepaste model representatief is voor de bewegingen van artificiële voeten. 4. Vervolg van het onderzoek naar het verband tussen het verloop van het Center of Pressure en calcaneaire eversie. In het voortgangverslag van april 2006, werden de eerste resultaten voorgesteld van de studie die het mediolaterale verloop van het Centre of Pressure (CoP of aangrijpingspunt van de grondreactiekrachten) in relatie bracht met de eversie van het hielbeen (figuur 3a,b). Hierin werd toen aangetoond dat er wel degelijk een beduidende relatie bestaat tussen beide, waarbij het CoP verloop gekenmerkt werd zowel door zijn mediolaterale positie, verplaatsing als zijn snelheid. Dit was vooral duidelijk voor de CoP van het hielbeen alleen, terwijl de CoP van de volledige voet minder voorspellend was. Kennis van het CoP verloop van de hiel afzonderlijk blijkt dus een vereiste voor een betrouwbare voorspelling van eventuele calcaneaire eversie. Een meer gedetailleerde discussie van deze resultaten is terug te vinden in het voortgangverslag van april 2006 of in het complete artikel zoals ingezonden voor het tijdschrift Gait & Posture (cf. Appendix 3)
Fig.3a: Center of Pressure Fig.3b: Eversie van het hielbeen Teneinde de klinische bruikbaarheid van deze resultaten uit te breiden werd er nagegaan of het mediolaterale verloop van de CoP (positie, verplaatsing en snelheid) ook een bruikbaar criterium is om onderscheid te maken tussen mensen die wandelen met een zwakke of geprononceerde calcaneaire eversie. Hiervoor werd gebruik gemaakt van een zogenaamde analyse van variantie (ANOVA) volgens Duncan. Hier bleek weeral de CoP van de hiel alleen in staat te zijn het verschil te maken tussen een sterke en zwakke calcaneaire eversie en, klinisch niet onbelangrijk, ook eversiesnelheid. Eveneens belangrijk is dat ook verschillen in midtarsale pronatie (hier vertolkt door naviculaire drop) konden gedetecteerd worden door observatie van de mediolaterale positie van het COP tijdens laat hielcontact. Meer details van deze studie zijn te vinden in Appendix 3. 5. Onderzoeksplanning voor de volgende maanden Neutrale netwerkenanalyse van de kinematica van de voet en onderste gewrichten in functie van de plantaire drukken. Zoals in het document Bijsturing projectbeschrijving Tetra project 50118 voor het jaar 2007 (cf. Appendix 4) reeds aangetoond, wordt in dit project een nieuwe invalshoek geïntroduceerd, teneinde een alternatief te bieden voor de beperkingen van het deterministisch model, vooral in de propulsiefase. Dit is mogelijk binnen de hieronder voorgestelde personeelsverandering (cf personeelsbeleid ). Deze netwerkanalyse zal het op basis van de reeds bestaande meetdata, toelaten relaties (netwerken) tussen gangkinematica en plantaire voetdrukken te leggen.
Uitbreiden en exploratie van de regressieanalyse met alternatieve variabelen ( data mining ) Verdere verwerking van de data van de tweede cohorte proefpersonen. Opnames van prothesedragers met verschillende prothesen en mensen met spierdisfuncties. Exploratie van de dubbele contactfase in het biomechanisch en statistisch model. MANAGEMENTVERSLAG Meetinstrumentatie Het probleem van het ter beschikking krijgen van het beloofde tweede krachtenplatform gecombineerd met een drukplaat en 3D calibratiebox van de nieuwe generatie, blijft het project achtervolgen. Eerst zouden in mei de nieuwe Chinese krachtenplatforms klaar zijn, die RSscan heeft moeten laten vallen daar ze uiteindelijk niet aan de nodige kwaliteitstesten bleken te voldoen. Daarom werden er dan klassieke, en duurdere, AMTI krachtplaten besteld die uiterlijk in september zouden geleverd worden. Tezelfdertijd zouden dan ook de nieuwe, nauwkeurigere 3D calibratieboxen klaar zijn. Uiteindelijk had AMTI, de producent van de krachtplaat, de bestelling van de nieuwe plaat over het hoofd gezien en kon deze niet vóór januari 2007 geleverd worden. Dit was veel later dan de nieuwe planning voor de opnames van de 2 de cohorte normale proefpersonen waardoor beslist werd (zoals dit ook het geval was voor de 1 ste cohorte) meetapparatuur bij het Departement Biologie, vakgroep Functionele Morfologie (o.l.v. prof. P. Aerts) van de Universiteit Antwerpen te gaan lenen. Dit kon pas twee maanden later dan gepland ter beschikking gesteld worden, namelijk tijdens de 2 e helft van november. De metingen verliepen verder vlot ondanks de korte tijdsspanne. Ter compensatie van deze vertraging werd beslist de regressieanalyses vroeger aan te vatten dan oorspronkelijk gepland. De eerder niet opgenomen periodes van wettelijk verlof van de door het IWT betaalde medewerkers (Friso Hagman, Stijn Van Melckebeke en Koen Janssens) werden tevens in deze periode genomen zodat geen projecttijd verloren ging. (cf. Prestatietabel in Appendix 5) Personeelsbeleid Friso Hagman is in de maand oktober door een rekruteringsbureel gecontacteerd om voltijds voor de firma Smith & Nephew als leiding gevend onderzoeker te komen werken.
Deze firma zou dicht bij Leuven een gloednieuw en volledig uitgerust ganglaboratorium opzetten om in samenwerking met het Universitair Ziekenhuis Gasthuisberg knie en heupprothesen uit te testen. Dit was een zeer aantrekkelijk aanbod, niet alleen financieel, doch ook professioneel (gloednieuw volledig uitgerust ganglabo, klinisch expertonderzoek op de biomechanische functie van prothesen) en vooral carrièrematig (vaste loopbaan met sterke groeivooruitzichten). Men mag hierbij niet vergeten dat de toekomst van Friso Hagman na het aflopen van het Tetra project, zeer onzeker is. Uiteindelijk heeft RSscan dan zelf een aanbod gedaan om Friso Hagman in het project te houden. Hoewel financieel minder aantrekkelijk, is er tussen RSscan, Friso Hagman en de VUB een aanvaardbaar akkoord gesloten waarbij Friso Hagman vanaf 1 januari 2007 slechts voor 43% op het Tetra contract zou blijven en tijdens een eerste jaar voor 40% bij RSscan zou werken Deze regeling moet echter bekrachtigd worden door de gebruikerscommissie en uiteindelijk ook door het IWT goedgekeurd worden.men moet hierbij echter wel rekening houden met het feit dat aangezien Friso Hagman officieel een werknemer aan de VUB is, zijn vooropzeggingstermijn slechts 1 maand bedraagt. Friso Hagman werkte voorheen 83% voltijds op het project (cf. prestatietabel). Hij was hierbij verantwoordelijke voor de biomechanische bewegingsregistratie en modelering van het gangpatroon en de computerprogrammering voor dataverwerking. Tevens zag hij toe op de implementatie van de hieruit voortvloeiende algoritmes in de RSscan software. Zijn officiële inbreng in het project zou dus vanaf 1 januari 2007 met 40% verminderen waarbij zijn boven gestelde opdracht in principe onveranderd blijft, doch vooral beperkt wordt tot prothesedragers. Zoals boven reeds gesteld, verhindert de beperkte resolutie van de huidige drukplatformen de toepassing van het biomechanisch model op een normale voet, maar niet noodzakelijk op een prothesevoet. De zo vrij gekomen 40% voltijds mandaat zou, na officiële goedkeuring van de gebruikerscommissie en van het IWT, vanaf 1 februari 2007 voor de duur van één jaar toegekend worden aan Olivier Pareit. Deze laatste is licentiaat informatica en is, op het eindejaarswerk na, afgestudeerd als Burgerlijk Ingenieur in Computerwetenschappen. Hij zou zich vooral bezig houden met het toepassen van neurale netwerken op het gangpatroon van zowel normalen als prothesedragers, steeds met het doel om vanuit plantaire voetdrukdata de beweging van de voet af te leiden. Hij zou hierbij bijgestaan worden door externe experten zoals Prof. Dr. Ir. Andrzej Wit van de Universiteit Warschau, Faculteit bewegingswetenschappen, die een samenwerkingsverband heeft met de vakgroep FABER van de KU Leuven (zie hiervoor meer in Appendix 4 Bijsturing projectbeschrijving Tetra project 50118 voor het jaar 2007 ).
Concreet voorstel tot akkoord van de gebruikerscommissie: Reductie voor 40% van het Tetra mandaat van Friso Hagman vanaf 1 januari 2007 en vervanging, eveneens voor 40%, door Olivier Pareit vanaf 1 februari 2007. Prestatietabel is terug te vinden in Appendix 5 VALORISATIEVERSLAG Op het 90th ICB Seminar Biomechanics of Human Machine Systems. Trends and Applications heeft Prof. Peeraer de voordracht Application of cybernetics in artificlal limbs gegeven. Buiten het geven van een presentatie waar onder meer nieuwe ontwikkelingen in prothesevoeten belicht werden, zijn ook belangrijke (geplande) contacten gelegd met onderzoekers die in dit Tetra project geïnteresseerd zijn en eventueel tot samenwerking bereid zijn.
Het eerste belangrijke contact is Prof dr ir Andrzej Wit, zoals hoger reeds vermeld, expert in neurale netwerken en bereid gevonden Olivier Pareit bij te staan met het toepassen van neurale netwerken op gangkinematica en plantaire voetdrukken. Een tweede contact is Prof. Dr. Ir. Jorge Ambrosio, van de Universiteit van Lissabon (Departement Mechanical Engineering), die gespecialiseerd is in multi body segment dynamics. Hij werkt momenteel aan een mechanisch voetmodel en kan aldus misschien bijdragen tot het ontwikkelen van het biomechanisch model van Friso Hagman. Verdere informatie is terug te vinden in een verslag van het congres, hier in Appendix 6 weergegeven. De studie over de relatie tussen het verloop van het Center of Pressure en calcaneaire eversie is nu als artikel opgestuurd voor publicatie in het in biomechanische kringen gekende wetenschappelijk tijdschrift Gait & Posture Het volledige artikel is in Appendix 3 terug te vinden. Er is voor het komende wereldcongres van de International Society for Prosthetics and Orthotics (ISPO in Vancouver juli 2007) door Louis Peeraer een presentatie gepland met de titel From foot pressure to foot motion?. De abstract (cf. Appendix 7) is reeds ingezonden.
Valorisatie in opleiding In de lessen biomechanica, wordt zowel in het eerste als het tweede jaar in de afstudeerrichtingen orthopedie en schoentechniek voor sport en revalidatie aan de Katholieke Hogeschool Kempen, de menselijke gang bestudeerd. De voet en het voet enkel complex spelen daarin uiteraard een bijzonder belangrijke rol. Deze lessenreeks wordt gegeven voor alle Belgische en Nederlandse studenten (via een contractuele samenwerking met de Fontys hogescholen Eindhoven). Tijdens het eerste jaar wordt in deze lessenreeks naast de basisbegrippen over biomechanica, tijdens het tweede semester verder ingegaan op meettechnieken (toegepast op het menselijk lichaam). Tijdens deze lessen meettechnieken zal de meetinfrastructuur beschikbaar aan de KHK ingezet worden in praktijksessies die de studenten vertrouwd moeten maken met het meten van de kinematica (ondermeer het Coda motion systeem gezien het feit dat dit real time metingen toelaat en bijgevolg bijzonder aangewezen is voor praktijksessies), en vooral de drukverdeling onder de voet. Deze sessies (Stijn Van Melckebeke) moeten integrerend werken met de lessenreeks anatomie (Koen Janssens) om de studenten een beter inzicht te geven in de functionele karakteristieken van de voet bij normale subjecten, en hen toelaten de relatie te leggen met de normale anatomische structuur van de voet. Tevens wordt de normale kinematica van het onderste lidmaat tijdens deze sessies proefondervindelijk vastgesteld en vergeleken met gepubliceerde normale data (ondermeer deze uit het Simkin project). Studenten kunnen zich in kleine groepen verder bekwamen in het uitvoeren van zowel kinematische als drukverdelingsmetingen. De lessen tijdens het tweede jaar (tevens gemeenschappelijk aan beide afstudeerrichtingen) zijn vooral gericht op het menselijk gangpatroon, pathologische afwijkingen, compensaties en orthetische of prothetische oplossingen. Hierbij worden biomechanische modellen aangebracht als pedagogisch concept om studenten de basis bij te brengen van wat een normale gang is. Modellen van de voet zoals hier in het project kunnen daarbij gehanteerd worden om de functionele aspecten van de voet te illustreren. Daarbij komt ook het gaan met prothesen, enkel voet orthesen en correctiezolen aan de orde, naast de mogelijkheden die orthopedische schoenen kunnen bieden. Tijdens dit jaar worden de voorheen verworven competenties verder aangevuld met de competentie om dit beeld te integreren met de kennis van verschillende
voetpathologiëen, afwijkende gangpatronen en typische gangafwijkingen bij neurologische en orthopedische pathologiëen (Louis Peeraer). Eveneens tijdens het tweede jaar worden tijdens de praktijksessies orthopedische technologie en deze voor schoentechniek (resp supervisie van Louis Peeraer en Koen Vansteenwegen) gebruik gemaakt van de RSScandrukplaat om de studenten in kleine groepen metingen te laten uitvoeren die in combinatie met de gipsmaatname van de voet het uitgangspunt moeten vormen voor het ontwerp van een steunzool en/of een orthopedische schoen. Tijdens deze sessies zullen tevens modelpatiënten ingeschakeld worden met orthopedische en neurologische aandoeningen. De studenten moeten deze onder begeleiding (Louis Peeraer en Koen Vansteenwegen) onderzoeken (klinisch onderzoek aangevuld met kinematische en drukverdelingsmetingen), waarna tijdens case presentations het ontwerp voor steunzool en/of orthopedische schoen gemaakt wordt. Valorisatie in bijscholing. Op het vlak van bijscholing wordt in 2007 een seminarie voorzien in ganganalyse in samenwerking met de BVOOS (Belgische Vereniging voor Orthopedisch Schoenmakers) en ISPO (International Society for Prosthetics and Orthotics, Belgische Nationale vereniging) waarbij de basistechnieken voor het meten van beweging, kracht en druk in kaart gebracht worden, aangevuld met hands on sessies waarbij practici hun opgedane kennis kunnen toetsen aan hun praktijkervaringen. Ook de Nederlandse partners uit de beroepssector zullen op dit initiatief uitgenodigd worden.
APPENDICES APPENDIX 1. Overzichtstabellen met de best voorspellende set van drukvariabelen en de respectievelijke voorspellingscoëfficiënt R2 voor elke kinematische (te voorspellen) variabele, zowel voor de linker en rechterzijde. De synthesetabellen uit de SPSS output met de zogenaamde Model summary van de lineaire regressie tussen gangkinematica van de voet en onderste ledematen en plantaire voetdrukken zijn, wegens de grootte van de totale file, alleen beschikbaar op de SIMKIN webstek of op aanvraag (CD ROM of breedband email). APPENDIX 2. Haalbaarheid van de simulatie van de voorvoetbeweging in een mechanisch model aangedreven door plantaire drukken. APPENDIX 3. Influence of calcaneal eversion and navicular drop on the medial lateral behavior of the Centre of Pressure during barefoot walking. Dit artikel is ingezonden naar Gait & Posture op 23 november 2006. APPENDIX 4. Bijsturing projectbeschrijving Tetra project 50118 voor het jaar 2007. APPENDIX 5. Prestatietabel van de werkzaamheden in de maand september tot december 2006. APPENDIX 6. Verslag van het congres 90th ICB Seminar Biomechanics of Human Machine Systems. Trends and Applications APPENDIX 7. Abstract van de presentatie voor het wereldcongres International Society for Prosthetics and Orthotics (in Vancouver juli 2007)