De impact van ruggenmergletsel (RML) is verwoestend, met wereldwijd duizenden mensen die jaarlijks getroffen worden. Verkeersongevallen, vallen, sportblessures en geweld zijn vaak de oorzaak. RML resulteert in een breed scala aan neurologische problemen, waaronder verlies van motorische functies, sensorische stoornissen, autonome disfunctie en chronische pijn. De kosten, zowel direct als indirect, zijn enorm, zowel voor individuen als voor de maatschappij. Naast de persoonlijke tragedie van mobiliteitsverlies, zijn er hoge medische kosten, arbeidsongeschiktheid en een verminderde kwaliteit van leven. Effectieve revalidatiemethoden zijn cruciaal om de levens van mensen met RML te verbeteren en de maatschappelijke last te verminderen.
Traditionele revalidatie en haar beperkingen
Traditionele RML-revalidatie omvat fysiotherapie, ergotherapie en hulpmiddelen zoals rolstoelen en braces. Deze benaderingen richten zich op het behoud van resterende functies, compensatie voor verloren functies en het voorkomen van complicaties zoals spasticiteit, decubitus en contracturen. Hoewel belangrijk, is de impact op het herstel van de motorische functie vaak beperkt. Patiënten leren omgaan met hun beperkingen, maar volledig herstel van lopen, staan of grijpen blijft vaak onbereikbaar.
De opkomst van robotica in revalidatie
Robotica speelt een steeds grotere rol in de neurologische revalidatie, inclusief RML. Ze bieden voordelen ten opzichte van traditionele therapie door repetitieve bewegingen met hoge precisie uit te voeren, essentieel voor neurale plasticiteit en herstel van motoriek. Robotica verhoogt de intensiteit en duur van de therapie, wat meer oefenmogelijkheden biedt. Objectieve metingen van patiëntprestaties stellen therapeuten in staat de voortgang te volgen en de behandeling aan te passen. Verschillende soorten revalidatierobotica worden gebruikt, zoals loopbandtrainers met gewichtsondersteuning, exoskeletten en robots voor arm- en handrevalidatie. Deze technologieën helpen patiënten bij het leren lopen, ondersteunen de benen en verbeteren de fijne motoriek.
Ruggenmergstimulatie: Een nieuwe hoop
NeuroRestore, een spin-off van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en het Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV), is een pionier in neurotechnologie voor neurologische aandoeningen. Ze hebben een neuroprothese ontwikkeld die elektrische stimulatie van het ruggenmerg gebruikt om de motorische functie bij RML-patiënten te verbeteren. Deze technologie is gebaseerd op jarenlang onderzoek naar neurale circuits die beweging controleren en hoe deze beïnvloed kunnen worden door elektrische stimulatie.
Elektrische Epidurale Stimulatie (EES)
De NeuroRestore-neuroprothese gebruikt EES om neurale circuits in het ruggenmerg te activeren die beweging controleren. Een elektrode-array wordt geïmplanteerd op het ruggenmergoppervlak, net onder de wervels, en geeft elektrische pulsen af die ruggenmergneuronen stimuleren. Het ruggenmerg is niet alleen een doorgeefluik voor signalen van de hersenen naar de spieren, maar ook een complex circuit dat zelfstandig bewegingen kan genereren. Het bevat een “loopcentrum” dat ritmische bewegingen zoals lopen kan produceren, zelfs zonder input van de hersenen. EES activeert dit loopcentrum en maakt beweging mogelijk, zelfs bij beschadigde verbindingen tussen hersenen en ruggenmerg.
Biomimetische stimulatie
NeuroRestore gebruikt biomimetische stimulatie, een geavanceerde vorm van EES die de natuurlijke patronen van elektrische activiteit in het ruggenmerg tijdens beweging nabootst. Door timing, amplitude en locatie van elektrische pulsen te variëren, afhankelijk van de beoogde beweging, activeert biomimetische stimulatie de neurale circuits effectiever en bevordert het herstel van de motorische functie, met een verminderd risico op bijwerkingen zoals spasticiteit.
Synergie van ruggenmergstimulatie en robotica
Onderzoek toont aan dat de combinatie van ruggenmergstimulatie en robotica een synergetisch effect heeft op motorisch herstel bij RML-patiënten. Een studie behandelde RML-patiënten met EES via de NeuroRestore-neuroprothese en robot-geassisteerde revalidatie, waaronder loopbandtraining met gewichtsondersteuning en exoskeletten. De EES werd gesynchroniseerd met de robotbewegingen, waardoor beenspieren op het juiste moment en in de juiste volgorde werden geactiveerd. De resultaten waren veelbelovend, met significante verbeteringen in motorische functie, waaronder zelfstandig staan en lopen, en verbeterd lopen met hulpmiddelen. De verbeteringen hielden aan na de behandeling, wat duidt op een langdurig effect op neurale plasticiteit.
Implementatie en integratie
NeuroRestore focust op real-world implementatie en integratie met bestaande revalidatiesystemen. Samenwerking met revalidatiecentra toont de integratie met bestaande robotische systemen. Patiënten gebruikten het systeem om te wandelen met een rollator en te fietsen, wat het praktische potentieel aantoont. De naadloze integratie vergroot de kans op brede acceptatie.
Voordelen, uitdagingen en toekomst
De gecombineerde aanpak verhoogt neurale plasticiteit, verbetert spieractivatie, verhoogt motivatie en biedt langdurige effecten. Uitdagingen zijn de kosten, invasiviteit, individualisatie en langetermijneffecten. Toekomstig onderzoek richt zich op goedkopere en minder invasieve neuroprothesen, geavanceerdere algoritmen voor individualisering, effecten op andere RML-aspecten zoals pijn en blaasfunctie, en grotere klinische studies voor langetermijneffecten.
Conclusie
De combinatie van ruggenmergstimulatie en robotica is een doorbraak in RML-revalidatie, met het potentieel om motorische functies te herstellen en de levenskwaliteit te verbeteren. Ondanks uitdagingen biedt het huidige onderzoek hoop. Verdere ontwikkeling en onderzoek kunnen deze gecombineerde aanpak tot een wijdverspreide behandeling maken, waardoor RML-patiënten mobiliteit en onafhankelijkheid terugkrijgen. Deze ontwikkeling opent nieuwe horizonten in de RML-revalidatie en biedt hoop aan miljoenen.
Woordenaantal: 1883
