Thuismeten van spierkracht bij ALS

Thuismeten van spierkracht bij ALS

In dit project wordt een krachtmeter ontwikkeld die mensen met ALS in staat stelt om thuis hun kracht te meten. Op die manier kunnen zij hun behandelaar of onderzoeker vanuit huis informeren over het beloop van hun spierkracht.

Aanleiding

ALS leidt tot progressieve spierzwakte die voor een groot deel verantwoordelijk is voor functioneel verlies in de loop van de tijd. Om het effect van nieuwe therapieën te kunnen begrijpen, is het van belang om spierkracht als uitkomstmaat in onderzoek mee te nemen. Daarnaast kan inzicht in het beloop van spierkracht behandelaars helpen om op maat gemaakte zorg te bieden. Spierkracht wordt op dit moment handmatig gemeten met een zogenaamde Hand Held Dynamometer (HHD). Deze metingen vinden plaats in een ziekenhuis en worden uitgevoerd door fysiotherapeuten of onderzoeksverpleegkundigen. De protocollen voor de beoordeling van spierkracht zijn echter vaak uitgebreid en daarom tijdrovend en belastend voor patiënten. Protocollen die 20 spiergroepen of meer meten, zijn geen uitzondering. Daarnaast zijn methoden die handmatig spierkracht meten moeilijk te standaardiseren en is het moeilijk om handmatig voldoende weerstand te bieden bij hoge krachten waardoor deze methode gevoelig is voor meetfouten. Gefixeerde dynamometrie kan deze problemen oplossen. Hierbij wordt de dynamometer in een vaste constructie geplaatst, waardoor de meting beter gestandaardiseerd uitgevoerd kan worden en hoge krachten gemeten kunnen worden. Uit (nog ongepubliceerd) retrospectief data onderzoek blijkt dat de kracht van de kniestrekspieren één van de belangrijkste voorspellers is van levensduur bij ALS en daardoor ook inzicht kan geven in de snelheid van het ziektebeloop. In het UMC Utrecht is een prototype ontwikkeld om de spierkracht van de kniestrekspieren met gefixeerde dynamometrie te objectiveren. Voorlopige resultaten uit onderzoek bij gezonde proefpersonen laat zien dat de betrouwbaarheid van deze gefixeerde dynamometer beter is dan die van de HHD. Echter het opzetstuk van de gebruikte dynamometer belemmert een goede krachtmeting omdat proefpersonen vaak pijn aan het scheenbeen ervaren als zij hierop kracht uitoefenen. Dit komt doordat het oppervlak van het opzetstuk klein is en de polstering te dun. Daarnaast kunnen met de huidige dynamometers (MicroFET) de waardes niet goed worden afgelezen als zij in de gefixeerde constructie zijn bevestigd.

Doel

Het doel van deze studie is tweeledig.

  1. Het wegnemen van de beperkingen van het huidige prototype door een manchet voor het onderbeen met een geïntegreerde dynamometer te ontwikkelen. Door een manchet te gebruiken in plaats van een opzetstuk zullen patiënten geen pijn meer ervaren tijdens het uitoefenen van kracht.
  2. Het onderzoeken van de haalbaarheid van het thuismeten van spierkrachten en de gevoeligheid voor veranderingen in spierkracht te monitoren bij ALS-patiënten in de thuissituatie.

Methode

Tijdens fase I (0-12 maanden) zal in samenwerking met één van de technische universiteiten een manchet voor het onderbeen met geïntegreerde dynamometer worden ontwikkeld. Dit zal in nauwe samenwerking met een ALS-patiënt plaatsvinden. Tijdens fase II (12-24 maanden) zullen minimaal 5 ALS-patiënten die verschillen in ziekteprogressie (voorspelde prognose op basis van het ALS predictiemodel) worden geselecteerd, die de gefixeerde dynamometer voor 5 maanden in de thuissituatie gaan gebruiken. Een fysiotherapeut zal dan eenmalig bij de deelnemende patiënten thuis de gefixeerde krachtmeter instellen en een instructie geven voor gebruik. Daarna kunnen patiënten via een webapplicatie de gegevens van de wekelijkse spierkrachtmeting naar de onderzoekers sturen. De verzamelde gegevens over de spierkracht zullen worden geanalyseerd met behulp van een lineair mixed model met random slope om de gevoeligheid van deze methode om spierkracht te meten vast te stellen alsmede verschillen in ziekteprogressie. Daarnaast zal via interviews en een korte vragenlijst de haalbaarheid van het thuismeten van spierkracht, en gebruikerservaringen worden geïnventariseerd.

Opbrengst

De gefixeerde krachtmeter stelt patiënten in staat om hun behandelaars vanuit huis te informeren over hun ziektebeloop. Hierdoor kunnen behandelaars beter op maat gemaakte zorg bieden. Daarnaast kan onderzoek naar nieuwe behandelingen voor ALS waarin spierkracht als uitkomstmaat wordt meegenomen, efficiënter worden uitgevoerd met minder belasting voor patiënten met ALS.

Stand van zaken 30 juni 2019

In de afgelopen periode hebben we de voorstudie naar het meten van kracht in een gebruiksvriendelijke constructie afgerond. In het onderzoek hebben we aangetoond dat het meten van kniestrekkracht in een constructie (Fixed Dynamometer) zeer betrouwbaar is en in sommige gevallen betrouwbaarder dan de methode die op dit moment het meeste wordt toegepast in medicijn studies bij ALS (Hand Held Dynamometer). De resultaten worden op dit moment in een wetenschappelijk artikel verwerkt.

Daarnaast hebben we een digitaal 3D-model van de krachtmeter opgesteld waarmee we een analyse hebben gedaan van de effecten van uitoefenen van kracht op de constructie. Met de 3D-simulatie hebben we de zwakke punten van de constructie opgespoord en hierop het ontwerp aangepast (Zie figuur 1a en 1b).

Figuren 1a: Resultaten van de 3D-simulatie bij oude ontwerp. In dit ontwerp treedt door het uitoefenen van kracht verbuiging op waardoor de constructie gevoelig is voor vervorming. Vervorming kan van invloed zijn op de duurzaamheid van de constructie en de nauwkeurigheid van de meting.

 

Figuur 1b: Resultaten van de 3D-simulatie van het nieuw ontwerp. Het nieuwe ontwerp kan de kracht veel beter opvangen. Een bijkomend voordeel is dat deze constructie van minder zware materialen kan worden gemaakt wat de gebruiksvriendelijkheid ten goede komt.

Eind juli is gestart met het bouwen van de sensoren die heel nauwkeurig druk kunnen meten (geïntegreerde krachtopnemers). Ook zijn we aan het onderzoeken hoe we met geluiden en lampjes in het apparaat kunnen zorgen dat de meting thuis op de juiste wijze kan worden uitgevoerd. De verwachting is dat in september het eerste fysieke nieuwe prototype, met geïntegreerde krachtopnemers is gebouwd. Vanaf dan gaan we de werkzaamheid en de gebruiksvriendelijkheid van dit prototype onderzoeken en zo nodig verbeteren om zo tot een definitief ontwerp te komen (gepland december 2019). Vanaf volgend jaar kunnen we metingen gaan uitvoeren bij mensen met ALS en de haalbaarheid van het thuismeten van kracht bij ALS onderzoeken.

Looptijd
2019 - 2020
Begroting
€ 54.751