Soepel op stap

Een nieuw type kniescharnier laat mensen met orthesen (beenbeugels) soepeler lopen. Dankzij een een omgekeerde pendel.

In één opzicht heeft de ontwerper van een prothese (een volledig kunstmatig lichaamsdeel) het makkelijker dan de ontwerper van een orthese (externe beugels die het eigen gewricht ondersteunen): het oorspronkelijke lichaamsdeel zit niet meer in de weg. Bij de prothese schept dat ruimte om gewrichten door volumineuze mechanische en/of elektronische constructies te vervangen. Maar een been dat alleen maar krachteloos is ga je natuurlijk niet amputeren.

Bij de gebruikelijke orthesen voor patiënten met slecht functionerende bovenbeenspieren, bijvoorbeeld polio- en dwarslaesiepatiënten, blijft het been stijf en wordt dit zijwaarts uitgezwaaid om de voet van de grond te krijgen. Dat geeft op den duur rugklachten en slijtage van de heup en het is een stigmatiserende manier van lopen.

Er is dus een mechanisme nodig dat de knie in de zwaaifase laat buigen, op slot zet voordat het lichaamsgewicht erop rust en onder de juiste voorwaarden weer vrijgeeft voor de volgende pas. Het is echter heel lastig gebleken om een veilige en robuuste scharniercontructie te bedenken die compact genoeg is om de knie niet in de weg te zitten.

In vroegere ontwerpen is het meestal het contact van de hiel met de grond, of een beweging van de enkel na grondcontact, die de knie op slot zet. De orthese moet dan dus minstens tot onder de voetzool reiken.

Het door Basko Healthcare bedachte en door Baat Engineering ontwikkelde Swing Phase Lock (SPL) ondersteunt alleen het kniegewricht en slaat al automatisch op slot vóór de hiel contact met de grond maakt.

Volgens Basko's commercieel directeur Harold Jörning biedt dat meer veiligheid dan wanneer het eigen lichaamsgewicht het scharnier schakelt; dan ligt de gebruiker namelijk meteen op de grond bij onverwachte bewegingen. En die komen in het dagelijks leven nogal eens voor.

De `intelligentie' van de SPL zit in een messing trommeltje zo groot als een damsteen: op een asje in het midden staat een omgekeerde pendel. Afhankelijk van de stand van het been ten opzichte van de loodlijn tuimelt dat pendeltje naar voor of naar achter en zet zo een stalen vergrendelingspal in de kom van het scharnier om, althans wanneer dit niet belast wordt, dus in de zwaaifase. Eenmaal op slot, ontgrendelt het scharnier pas als het lichaamsgewicht na de middenstandsfase weer van het been af komt en de knie net even overstrekt wordt. Dat laatste is een gewoonte die de gebruiker van de SPL aan moet leren om vervolgens visueel bijna normaal te kunnen lopen.

Jörning: ``We hebben bewust niet gekozen voor elektronica. Het is niet nodig en het vergt meer onderhoud. Toen we octrooi aanvroegen op de Swing Phase Lock hebben we elektronische regeling wel meteen meegenomen, uit concurrentie-overwegingen.''

Een eveneens geoctrooieerde subtiliteit is het asje van de pendel met vergrendelingspal, dat `zweeft' in een rubber lagertje. In de `op slot'-stand kan een fors krachtmoment op het scharnier komen te staan, dat de vergrendelingspal op moet vangen. De pal wordt in die stand niet via as en lagertje gefixeerd, maar doordat hij met z'n achterkant op de robuuste stalen binnenkant van het scharnierhuis stuit. Zo wordt het kwetsbare, door de pendel gestuurde messing binnenwerk ontzien.

Gewone scharnier

Het scharnier is niet veel groter dan een aansteker, en kan ook in bestaande knie-orthesen worden ingebouwd. Per been is er één nodig, aan de buitenkant van de knie, met een gewone scharnier aan de binnenkant.

De SPL beschikt over een afstandsbediening waaraan evenmin elektronica te pas komt. Vanaf een kastje dat aan de broekband of aan de orthese zelf hangt, loopt een kabeltje dat doet denken aan de handrem op de fiets. Dat manipuleert de stand van het trommeltje met de pendel, zodat die gedwongen kan worden onvoorwaardelijk naar voor of naar achter door te slaan. Voor traplopen of staand werk is een volledig vast scharnier handig, bij gaan zitten in een stoel wil de gebruiker juist ontgrendeling, anders blijft het been stijf vooruit steken.

Het Academisch Ziekenhuis Groningen doet momenteel analyses van het looppatroon met de SPL, terwijl het ziekenhuis van de Vrije Universiteit in Amsterdam het energieverbruik van SPL-proefpersonen meet. Als dat afneemt, zo is het idee, zullen patiënten niet alleen comfortabeler en natuurlijker, maar ook verder kunnen lopen.

Volgens Jörning is niet bekend hoeveel Nederlanders met been-orthesen baat zouden kunnen hebben bij de vinding. ``We schatten dat er jaarlijks tussen de 1500 en 3000 van die orthesen in Nederland worden afgegeven. Maar om uit de ontwikkelingskosten te komen, kijk je naar de wereldmarkt.''