P-MATE: eenvoudige mechanica voor toegankelijkere looprevalidatie
Na een beroerte hebben veel mensen intensieve revalidatie nodig om hun mobiliteit, vertrouwen en zelfstandigheid terug te krijgen. Looptraining speelt daarin een belangrijke rol. Tegelijkertijd is het in de praktijk niet altijd makkelijk om voldoende therapietijd te bieden. De revalidatiezorg staat onder druk door een groeiende zorgvraag, personeelstekorten en de behoefte om ondersteuning dichter bij de leefomgeving van patiënten te organiseren.
Technologie kan daarbij helpen. Maar veel revalidatierobots zijn duur, complex en vooral beschikbaar in gespecialiseerde centra. P-MATE kiest een andere route. In plaats van steeds meer motoren, software en besturingssystemen toe te voegen, onderzoekt het project hoe eenvoudige mechanische principes kunnen bijdragen aan intensieve looptraining. P-MATE staat voor Passive Mechanical Add-on for Treadmill Exercise. Het systeem wordt ontwikkeld binnen het Convergence Human Mobility Center, waar onderzoekers werken aan revalidatietechnologie die praktisch, persoonlijk en toegankelijk is.
.
Gebruikmaken van het natuurlijke looppatroon
P-MATE is ontworpen als een module die rondom een standaard loopband kan worden geplaatst. Het systeem gebruikt elastische kabels en katrollen om beide benen tijdens het lopen met elkaar te verbinden.
Zo ontstaat een dynamische koppeling tussen het minder aangedane en het meer aangedane been. Tijdens het lopen op de loopband kan de beweging van het minder aangedane been helpen om de beweging van het aangedane been te ondersteunen. Op die manier maakt P-MATE gebruik van het natuurlijke, wederkerige looppatroon van het lichaam.
Omdat het systeem passief is, zijn er geen motoren of actieve aansturing nodig. De gebruiker blijft zelf actief betrokken bij de beweging, terwijl het systeem mechanische ondersteuning biedt. De configuratie van de kabels en katrollen kan bovendien worden aangepast. Daardoor kan het systeem mogelijk worden afgestemd op verschillende gebruikers en trainingsdoelen.
| P-MATE gebruikt elastische kabels en katrollen rondom een standaard loopband om beide benen tijdens het lopen dynamisch met elkaar te verbinden. De afbeelding toont de systeemopstelling en twee prototypes voor de koppeling met de gebruiker: een cuff-prototype en een bandage-prototype. |
.
Waarom dit belangrijk is
Een belangrijke uitdaging in de revalidatie is niet alleen hoe technologie geavanceerder kan worden, maar vooral hoe technologie bruikbaar wordt in de dagelijkse praktijk. Een hulpmiddel dat te duur, te ingewikkeld of te lastig op te zetten is, bereikt uiteindelijk vaak niet de mensen die er baat bij zouden kunnen hebben.
P-MATE speelt daarop in met een relatief eenvoudig en betaalbaar ontwerp. Het doel is niet om therapeuten te vervangen, maar om vaker en toegankelijker looptraining mogelijk te maken. Op termijn zou dit type technologie niet alleen relevant kunnen zijn voor revalidatiecentra, maar ook voor fysiotherapiepraktijken of andere begeleide omgevingen dichter bij de patiënt.
Met P-MATE onderzoeken we of eenvoudige mechanische principes kunnen helpen om looprevalidatie toegankelijker te maken. Het doel is niet om therapeuten te vervangen, maar om hen te ondersteunen met technologie die vaker trainen mogelijk maakt, op plekken waar patiënten ook echt revalideren
Van prototype naar eerste gebruikservaringen
Het eerste paper over P-MATE werd gepresenteerd tijdens ICORR 2025, onderdeel van RehabWeek in Chicago. De studie richtte zich op het ontwerp, de bruikbaarheid en de gebruikerservaring van het systeem. In deze eerste tests onderzochten de onderzoekers twee verschillende manieren om het systeem aan de gebruiker te koppelen: een cuff-prototype en een bandage-prototype. Daarbij keken zij onder meer hoe snel het systeem aan en uit te doen is, hoe mensen ermee lopen, welke krachten op het lichaam werken en hoe prettig het systeem in gebruik is. De eerste resultaten zijn veelbelovend op het gebied van gebruiksgemak, maar laten ook zien dat verdere verfijning nodig is voordat de stap naar klinische toepassing kan worden gezet.
Juist in deze fase is samenwerking tussen disciplines belangrijk. Technische keuzes, zoals de positie van de katrollen of het ontwerp van de koppeling met de gebruiker, moeten steeds worden verbonden aan klinische vragen. Is het systeem veilig en comfortabel? Is het makkelijk op te zetten? Ondersteunt het de beweging op een zinvolle manier? En past het uiteindelijk in de werkwijze van een therapeut?
Het project bevindt zich nu in de fase van prototypeontwikkeling en verdere verfijning. Het team heeft recent aanvullende experimenten met het systeem afgerond, waaronder onderzoek door een masterstudent en vervolgexperimenten van Irene Beck. De resultaten daarvan worden nu geanalyseerd en helpen bij de volgende ontwerpstappen.
.
De kracht van Convergence
P-MATE is onderdeel van het Convergence Human Mobility Center, een Flagship binnen het Convergence Health & Technology. Het centrum verbindt onderzoekers, clinici en innovatiepartners rond één gezamenlijke ambitie: revalidatietechnologie ontwikkelen die herstel ondersteunt op een manier die effectief, toegankelijk en haalbaar is in de praktijk.
.
Voor P-MATE is die combinatie van perspectieven essentieel. Werktuigbouwkunde en biomechanica helpen bij het ontwerp van het systeem zelf: de elastische kabels, katrollen en loopbandopstelling. Revalidatiegeneeskunde brengt de klinische vraag in: welke ondersteuning is nodig tijdens looptraining na een beroerte, en wat maakt een systeem bruikbaar in de praktijk? Mens-robotinteractie en bewegingswetenschappen helpen om beter te begrijpen hoe iemand met het systeem beweegt, hoe de interactie aanvoelt en hoe het ontwerp comfortabeler en intuïtiever kan worden gemaakt.
.
Het project brengt de Department of Cognitive Robotics en de Department of Biomechanical Engineering van Delft University of Technology samen met de Department of Rehabilitation Medicine van Erasmus MC en het Institute of Automatic Control van RWTH Aachen University. Binnen het bredere CHMC-netwerk is het werk bovendien verbonden met partners zoals Erasmus University Rotterdam en Rijndam Revalidatie, waar vragen rond implementatie, toegankelijkheid en gebruik in echte revalidatiesettings centraal staan.
.
Van prototype naar praktijk
Dat is de kracht van convergentie: een klinische revalidatievraag wordt niet vanuit één discipline bekeken. Ingenieurs, clinici en bewegingswetenschappers werken vanaf het begin samen. Daardoor gaat het niet alleen om een technisch slim prototype, maar ook om de vraag of het systeem veilig, bruikbaar en haalbaar is in de praktijk.
P-MATE is nog geen afgerond product. Het project bevindt zich in de fase van prototypeontwikkeling en verdere verfijning. Maar het laat wel zien hoe relatief eenvoudige technologie, ontwikkeld vanuit verschillende disciplines, nieuwe mogelijkheden kan openen voor toegankelijke looprevalidatie.
.
Betrokken onderzoekers
P-MATE wordt geleid door Irene L. Y. Beck. De eerste P-MATE-studie werd uitgevoerd samen met Belle C. Hopmans, Bram Haanen, Levi Kieft, Heike Vallery, Laura Marchal-Crespo en Katherine L. Poggensee.
Paper: A Passive Mechanical Add-on for Treadmill Exercise (P-MATE) in Stroke Rehabilitation