Enkele seconden rondwandelen, een scanner zijn werk laten doen en zo beter revalideren, vroege tekenen van Alzheimer herkennen of de afmetingen van een perfecte prothese bepalen. Dat is sinds kort allemaal mogelijk in het 4D4ALL lab, dat het Center for Health and Technology (CHaT) onlangs installeerde. Promotor Prof. Steven Truijen vertelt meer over dit vernieuwende project.
Dat het 4D4ALL lab vernieuwend is, staat vast. Nergens anders ter wereld is namelijk een lab geïnstalleerd met een markerloze bodyscanner die voor medische context gebruikt wordt. Dokters en kinesisten gebruiken optische camerasystemen al jaren om onder andere bewegingspatronen van patiënten in kaart te brengen om bijvoorbeeld het stappatroon te analyseren.
Van skelet naar digitale punten
Alleen gebeurt dat bij een klassiek, bv. Vicon model, op een redelijk tijdrovende manier. Een medische professional installeert meer dan dertig reflectoren – die eruit zien als kleine bolletjes – op het lichaam van de patiënt. Een camerasysteem vangt die op, en brengt in beeld hoe de patiënt beweegt, in een soort skeletvorm. Het duurt een halfuur om de reflectoren aan te brengen en nog een halfuur om de reflectoren te verwijderen. Bovendien wandelt de patiënt vaak op een minder natuurlijke manier, omdat hij bang is dat de bolletjes zouden verschuiven of vallen.
De 4D4ALL bodyscanner werkt met infraroodcamera’s in plaats van reflectoren, en kan daardoor een scan maken in slechts enkele seconden. De camera’s, die in verschillende hoeken van het lab staan, maken samen een 3D-beeld van de patiënt die in het midden staat. In plaats van de reflectiepunten die handmatig zijn aangebracht, herkent een algoritme automatisch 50.000 digitale punten op het lichaam.
Snel en contactloos
Omdat de 3D-scan zo snel werkt, hoeft de patiënt onder de scanner niet meer zo lang recht te staan. Dat is niet alleen aangenamer voor hem, maar is soms ook de enige manier om iemand die slecht te been is te scannen. Denk bijvoorbeeld aan iemand die net een beroerte heeft gehad, die kan met moeite enkele meters stappen.
Daarnaast zijn er minder aanrakingen tussen arts en patiënt, wat besmettingsgevaar vermindert in Covid-tijden en daarbuiten. Bij de klassieke scanners moeten patiënten in hun ondergoed staan, bij de 4D4ALL-scanner is strakke kledij al voldoende. Ook dat ervaren mensen als aangenamer.
Het lichaam in actie
Aan die 3D-scanner werd een extra dimensie toegevoegd: tijd. Concreet betekent dit dat de scanner kan zien hoe de patiënt zich beweegt doorheen de tijd. Dat kan de klassieke Vicon-scanner ook al, maar die kon enkel een skelet meten. De 4D4ALL-scanner geeft veel gedetailleerdere beelden, en zo kan je zien hoe lichaamsdelen veranderen onder invloed van beweging.
Dat kan van pas komen bij bijvoorbeeld het plaatsen van een prothese. Als de 3D-scanner vastlegt hoe je dij van vorm verandert in beweging (als je zit zal die platter zijn dan als je rechtstaat), kan er een prothese gemaakt worden die aangenaam zit in elke mogelijke lichaamshouding. Met dezelfde techniek kan er gepersonaliseerde zwangerschapskleding gemaakt worden of kledij voor mensen die geen standaardmaten hebben.
Nog een toepassing: vroege tekenen van Alzheimer herkennen. Jaren voor de eerste symptomen van Alzheimer opkomen, is de aandoening al zichtbaar in de vorm van trager en met minder evenwicht stappen. Hetzelfde met Parkinson: patiënten met deze aandoening ‘freezen’ soms, en dat kan de 3D-bewegingsscanner ook vastleggen. Vooral als mensen regelmatig zo’n bodyscan zouden laten uitvoeren, kan dat veel betekenen op vlak van preventie.
Samenwerking centraal
De 4D4ALL scanner heeft veel toepassingen, en ons team is al even interdisciplinair. Ik ben zelf gedoctoreerd in de wetenschappen en kijk naar de statistiek en of alles wel nauwkeurig genoeg is. Copromotor van dit project is prof. Wim Saeys, hij is kinesitherapeut en doet de omgang met patiënten. Daarnaast is prof. Sofia Scataglini medewerkster aan dit project. Zij is biomedisch ingenieur en kijkt naar kinematica. Daarnaast doet ze veel onderzoek naar modelling bij vrouwen, want bijvoorbeeld crashtests gebeuren nog steeds heel vaak enkel op maat van mannenlichamen. Daar is nog veel werk aan de winkel.
Het 4D4ALL lab is ook een samenwerking tussen RevArte, waar de scanner geïnstalleerd staat, het UZA, waar we met doctoraatsstudenten samenwerken, en het FWO, waar we, samen met verschillende onderzoeksgroepen, de infrastructuur van gekregen hebben. En wij als onderzoekers zijn natuurlijk verbonden aan de Universiteit Antwerpen. En dan heb je nog het Center for Health and Technology, waar een mix van productontwikkelaars, ingenieurs, verplegers actief samenwerken.