Samenvatting

Dit project is uitgevoerd in samenwerking met De ProtheseAcademie ten behoeve van prothesecomfort. De ProtheseAcademie is een koepelorganisatie voor belanghebbende partijen in de prothesiologie met als doel de kennis en expertise over prothese gebruik te bundelen. Het resultaat hiervan moet een verbetering zijn van de prothesezorg en het gebruik van protheses. Daarom is er vanuit deze organisatie een initiatief gestart om prothesecomfort te verbeteren. Discomfort bij prothesegebruikers kent veel verschillende verschijningsvormen die veroorzaakt worden door warmte, vochtigheid, druk- en afschuifkrachten in de prothesekoker. De ProtheseAcademie wil deze factoren kunnen meten in een zogenaamde smart socket/liner om zo preventief te kunnen signaleren op discomfort. De smart socket moet nog worden ontwikkeld en er wordt al onderzoek gedaan naar verschillende druk/afschuifkracht sensoren die betrouwbaar en valide genoeg zijn om toegepast te kunnen worden in deze smart socket. Deze druk/afschuifkracht sensoren moeten uiteindelijk ook in de praktijk worden getest. De eerste smart socket wordt ontwikkeld voor een onderbeenprothese, waarbij de gang cyclus is gekozen als praktijkomgeving omdat dit een herhaaldelijke beweging is. Echter is het niet wenselijk om met proefpersonen te testen omdat deze niet herhaaldelijk hetzelfde looppatroon kunnen vertonen. Hieruit is een vraag ontstaan om de sensoren onder beter controleerbare praktijkomstandigheden en onafhankelijk van de participatie van proefpersonen te kunnen testen. Het doel van dit project is om een gangcyclus simulator te ontwikkelen die herhaaldelijk realistische krachten en momenten tijdens een gangcyclus kan genereren op een onderbeenprothese. Simultaan is er door een medestudent aan De Haagse Hogeschool een ander project gestart, waarin een dummystomp wordt ontwikkeld die in de onderbeenprothese wordt geplaatst en bevestigd aan de gangcyclussimulator. Met de gangcyclus simulator en de dummystomp kunnen de uiteindelijke sensoren in de smart socket gestandaardiseerd en herhaaldelijk worden getest in een gecontroleerde praktijkomgeving. In dit project is er een prototype vervaardigd op een schaal van 1:5 die statische en dynamische testen kan uitvoeren. De statische test wordt uitgevoerd om de piekkrachten tijdens een gangcyclus te simuleren. Op die manier kan het bereik van de druksensoren worden getest. De dynamische test wordt uitgevoerd om de reactiesnelheid van de druk- en afschuifkrachtsensoren in de smart socket te testen op verandering van kracht en richting. Het werkend mechanisme van het prototype bevat een kantelplateau die in een bepaalde hoek wordt gekanteld door een servomotor, waarna er een plateau in die hoek wordt uitgeduwd, door twee solenoïdes, tegen een statische prothesevoet van de onderbeenprothese aan. De benodigde hoeken zijn zo berekend dat de geleverde kracht de juiste arm heeft om het correcte moment in het kniegewricht te genereren tijdens een gangcyclus. Echter is er tijdens de testen niet gebruik gemaakt van de gecalculeerde resulterende krachten door de dimensies van het prototype. Er zijn namelijk geen actuatoren gevonden die op een schaal van 1:5 sterk genoeg waren om de krachten geschaald te simuleren. Verder was er geen dummystomp aanwezig tijdens het testen van het prototype, waardoor er verdere onderzoek nodig is naar de bewegelijkheid van de dummystomp en onderbeenprothese onder realistische krachten en wat de gevolgen zijn voor de richting van de krachten om alsnog de correcte momenten in het kniegewricht te kunnen realiseren. Bovendien is er nog geen mechanisme ontworpen om de momenten in het kniegewricht te kunnen controleren. Een aanbeveling is om het gebruik van rekstrookjes te onderzoeken door deze te plaatsen op de anatomische positie van het kniegewricht in de testopstelling. Als laatste kan er met het huidige ontwerp nog niet worden gevarieerd in het testen van verschillende lengtes onderbeenprotheses. Om dit te kunnen realiseren, moet er onderzoek gedaan worden naar verschillende verstelbaarheidsmogelijkheden en materiaalgebruik die de realistische krachten kan weerstaan.