Een nieuw onderzoek heeft laten zien dat mensen met een prothese die direct is vastgemaakt aan hun skelet, de zogeheten osseogeïntegreerde prothesen, geluiden beter kunnen opvangen door de vibraties van het implantaat. Dit is te lezen in een artikel in het tijdschrift Nature Scientific Reports.
Geluiden bereiken ons oor niet alleen via onze oren maar ook via onze botten. Dit wordt ook wel osseoperceptie genoemd. Protheses die vast zijn gemaakt aan de botten dragen bij aan het sensorische bewustzijn van de omgeving. De ontdekking werpt nieuw licht op de tactiele en auditieve perceptie van mensen en kan helpen bij het ontwikkelen van verbeterde prothesen.
Osseointegratie helpt bij verbeterde waarneming tactiele en auditieve stimuli
Zweedse en Italiaanse onderzoekers vroegen zich af hoe bij mensen die te maken hebben gekregen met amputatie van bijvoorbeeld een been of arm, de tactiele sensaties hersteld kunnen worden. Dat kan belangrijk zijn bij het vastpakken van een voorwerp of bij het lopen op een oneffen grond. Met hun onderzoek hebben ze voor het eerst laten zien dat patienten met prothesen die direct aan het bot vast zitten stimuli van uit de buitenwereld beter kunnen horen.
Onderzoek naar osseoperceptie
Het onderzoek was een samenwerking tussen de Technische Universiteit van Chalmers in Zweden, het Sahlgrenska Universteits Ziekenhuis, de Universiteit van Gothenburg en de Scuola Superiore Sant’Anna in Italië. Alhoewel de doorgifte van geluid door de botten van ons skelet een bekend fenomeen is, was het nog onduidelijk of dit ook gebeurd via de de armen en benen en via deze weg zo bijdragen aan de osseoperceptie: een ‘gevoel’ dat voortkomt uit de mechanische stimulatie van osseogeintegreerde prothesen.
“Tot op heden was de consensus dat bij mensen met artificiële ledematen die direct vastgemaakt zijn aan het skelet het gevoel van aanraking de primaire rol speelde bij osseoperceptie”, zegt Max Ortiz Catalan, hoofd van het Biomechatronics and Neurorehabilitation Laboratory (BNL) van Chalmers.
Francesco Clemente van het Biorobotics Institute van Scuola Superiore Sant’Annadie die als PhD student de experimenten uitvoerde vult aan: “Door gebruik te maken van vier verschillende psychofysische tests, hebben we laten zien dat zelf subtiele sensorische stimuli zich door het lichaam kunnen voortplanten en als geluid waargenomen kunnen worden, ook bij patienten met osseogeïntegreerde implantaten in hun benen”.
De resultaten laten zien dat osseointegratie, wat zorgt voor een stabiele bevestiging van protheses direct aan het skelet via een titanium implantaat, zowel de functionaliteit als het comfort en de mogelijkheid van contact met de wereld om hen heen verbeterd.
Bij het onderzoek zijn twaalf patienten betrokken met verschillende graden van amputatie, aan zowel aan de boven als onder ledematen. Alle tests wijzen erop dat zij mechanische vibraties aangeboden aan hun titanium implantaten zowel via het gehoor als gevoel konden waarnemen. In het bijzonder en tegelijkertijd aan de vibraties in hun armen of benen namen de patienten hoorbare geluiden waar. Tijdens de experimenten merkten de onderzoekers dat patienten met osseogeintegreerde implantaten zelf hele kleine stimuli konden waarnemen en daardoor sneller konden reageren door de additionele perceptie via het gehoor.
Nieuw startpunt protheses met verrijkte sensorische feedback
Volgens de onderzoekers worden stimuli sterker ervaren doordat ze voortkomen uit twee modaliteiten: gevoel en gehoor. Volgens Catalan is dit een belangrijke stap voor het begrijpen van het fenomeen osseoperceptie en in het algemeen voor de tactiele en auditieve perceptie van mensen. De ontdekking kan een nieuw startpunt zijn voor het implementeren van nieuwe protheses die een verrijkte sensorische feedback geven aan de gebruiker.
Botverankerde hoortoestellen
De mogelijkheid van het horen via onze botten is ook terug te vinden bij de toepassing van botverankerde hoortoestellen. Daarbij wordt een titanium schroef in de schedel geplaatst, die op zijn beurt door een geluidsprocessor in trilling wordt gebracht.
Bronnen:
