Voor zowel atleten als weekendstrijders, te vroeg terugkeren van een peesblessure zorgt vaak voor een terugreis naar fysiotherapie. Echter, een nieuwe technologie ontwikkeld door ingenieurs van de Universiteit van Wisconsin-Madison zou op een dag kunnen helpen bepalen of uw pezen klaar zijn voor actie.

Een team van onderzoekers onder leiding van Darryl Thelen, professor werktuigbouwkunde aan de UW-Madison en afgestudeerde student Jack Martin, heeft een nieuwe benadering bedacht voor het niet-invasief meten van peesspanning terwijl een persoon bezig is met activiteiten zoals wandelen of hardlopen.

Deze vooruitgang zou nieuwe inzichten kunnen opleveren in de motorische controle en mechanica van menselijke beweging. Het kan ook van toepassing zijn op gebieden variërend van orthopedie, revalidatie, ergonomie en sport. De onderzoekers beschreven hun aanpak in een paper dat vandaag (23 april, 2018) in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

Spieren genereren beweging bij gewrichten door aan pezen te trekken, dat zijn weefselbanden die spieren met het skelet verbinden. Maar het beoordelen van de krachten die door pezen in het lichaam van een levend persoon worden overgedragen, is lastig.

"Momenteel, wearables kunnen onze beweging meten, maar geef geen informatie over de spierkrachten die de beweging genereren, " zegt Thelen, wiens werk wordt ondersteund door de National Institutes of Health.

Om deze uitdaging te overwinnen, Thelen en zijn medewerkers ontwikkelden een eenvoudig, niet-invasief hulpmiddel dat eenvoudig over een pees op de huid kan worden gemonteerd. Het apparaat stelt de onderzoekers in staat om de peeskracht te beoordelen door te kijken hoe de trillingskenmerken van de pees veranderen wanneer deze wordt belast, zoals het doet tijdens beweging.

Dit fenomeen is vergelijkbaar met een gitaarsnaar, waarbij de spanning in de snaar de trillingsrespons verandert. Als een gitaarsnaar wordt getokkeld, de snelheid van de golf die langs de snaar beweegt, en dus de trillingsfrequentie, heeft te maken met de spanning, of kracht, toegepast op de snaar.

"We hebben een manier gevonden om de trillingskarakteristieken te meten - in dit geval de snelheid van een schuifgolf die langs een pees reist - en toen gingen we verder en bepaalden hoe we deze meting kunnen interpreteren om de trekspanning in de pees te vinden, ' zegt Thelen.

Het nieuwe systeem voor het meten van golfsnelheid is draagbaar en relatief goedkoop. Het bevat een mechanisch apparaat dat 50 keer per seconde lichtjes op de pees tikt. Elke tik initieert een golf in de pees, en twee miniatuurversnellingsmeters bepalen hoe snel het reist.

De onderzoekers hebben het apparaat gebruikt om krachten op de achillespees te meten, evenals de patella- en hamstringpezen. In ieder geval, ze kunnen meten wat er in de pees gebeurt wanneer gebruikers hun gang aanpassen, bijvoorbeeld door de staplengte of snelheid te wijzigen.

Door te meten hoe spieren en pezen zich in het menselijk lichaam gedragen, dit systeem zou clinici uiteindelijk in staat kunnen stellen om effectievere behandelingen te plannen voor patiënten die lijden aan musculoskeletale aandoeningen en verwondingen.

"We denken dat het potentieel van deze nieuwe technologie groot is, zowel vanuit een fundamenteel wetenschappelijk standpunt als voor klinische toepassingen, "zegt Thelen. "Bijvoorbeeld, peeskrachtmetingen zouden kunnen worden gebruikt om behandelingen van personen met loopstoornissen te begeleiden. Het kan ook nuttig zijn om objectief te beoordelen wanneer een gerepareerde pees voldoende is genezen om normaal te functioneren en een persoon in staat te stellen weer actief te worden."