Bewegen terwijl je zit. Ir. Dirk van Deursen ontwikkelde een stoel met een roterend zitvlak. Deze beweging tordeert de wervelkolom, waardoor rugklachten afnemen en uw rug langer wordt.
Delen
Hij ontdekte wat er zich afspeelt in onze onderrug: ,,De tussenwervelschijven pompen ook mechanisch.”
Lang geleden renden onze voorouders in een berenvelletje door de bossen en jaagden ze met speren op wild. Het lichaam van de homo erectus was daarvoor gebouwd. Duizenden jaren later is de homo erectus geëvolueerd tot de homo sedens, de zittende mens. Tegenwoordig brengt een mens zo’n achtendertig jaar van zijn leven zittend door. Maar met dezelfde lichaamsbouw als zijn jagende voorouders is de homo sedens niet geschikt voor zijn geliefde bezigheid, het zitten.
Dat is dus vragen om problemen. ,,We zitten teveel en krijgen daardoor rugklachten”, weet ir. Dirk van Deursen. Zijn vader is arts, gespecialiseerd in lage rugklachten, en van hem is het idee van het ‘bewegend zitten’ afkomstig. ,,Het blijkt dat patiënten met lage rugklachten tijdens fietsen en lopen vijf keer minder pijn ervaren in vergelijking tot langdurig zitten. Toen ging er bij mijn vader een lampje branden. Hij bedacht dat bewegen terwijl je zit rugpijn zou moeten verminderen.”
En als de mens niet zelf wil bewegen, moet je het meubilair laten bewegen, redeneerde Van Deursen. Zo ontstond tien jaar geleden het idee voor de bewegende stoel. Vader en zoon sloegen aan het experimenteren. Ze bouwden onder een gewone bureaustoel een motortje, dat het zitvlak langzaam laat roteren in het horizontale vlak.
De wetenschappelijk term voor deze beweging is Rotary Continuous Passive Motion (RCPM). ‘Passive‘ slaat op het feit dat de draaibeweging van het zitvlak een axiale (torderende) beweging opdringt aan de wervelkolom van de zittende persoon. Dit in tegenstelling tot een actieve beweging, waarbij de mens zélf beweegt.
Krimpen
,,We kozen voor een axiale beweging, omdat die toegankelijk is voor iedereen”, legt Van Deursen uit. ,,Mensen met rugklachten en ouderen hebben bijvoorbeeld problemen met bukken en zijwaarts buigen, maar niet met draaien.” Bovendien is het torderen van de wervelkolom een natuurlijke beweging, die ook optreedt wanneer we lopen en fietsen. Onderzoek met proefpersonen op de zelfgebouwde stoel wees uit dat een zitvlak-rotatie van één à twee graden met een periode van twaalf seconden optimaal was.
,,Het moet natuurlijk wel ongevaarlijk en praktisch blijven, want het is de bedoeling dat het concept in een normale bureaustoel wordt ingebouwd. De draaibeweging mag de kantoorwerkzaamheden niet beïnvloeden.”
Uit het experiment blijkt dat na een uur zitten op de RCPM-stoel delengte van de rug toe- in plaats van afneemt. ,,Dat is vreemd, want vanaf het moment dat we ’s ochtends uit bed stappen, krimpt onze wervelkolom enkele millimeters tot centimeters. ’s Nachts in bed rekt de rug zich als het ware weer uit”, aldus Van Deursen.
Hij raakte gefascineerd door de vraag waarom de minirotaties een lengtetoename van de wervelkolom veroorzaken. Drie jaar geleden begon de werktuigbouwer met zijn promotieonderzoek naar dit verschijnsel onder intensieve begeleiding van prof.dr.ir. C.J. Snijders. Begin oktober hoopt hij te promoveren.
Van Deursen concentreerde zich tijdens zijn onderzoek op de tussenwervelschijf. ,,De menselijke wervelkolom is opgebouwd uit wervels en tussenwervelschijven. Zo’n schijf is eigenlijk net een spons. Als je hem samendrukt zakt hij in en wordt er vocht uitgeperst, maar natuurlijk kan hij ook weer zwellen en vocht opnemen”, zegt hij. Van Deursen maakte een mechanisch model van de tussenwervelschijf in de onderrug en simuleerde de torsie van de wervelkolom als gevolg van de minirotaties van de RCPM-stoel.
,,Tot mijn grote verbazing kwamen de uitkomsten van het model niet overeen met de verwachtingen. We dachten in eerste instantie dat de tussenwervelschijven ingedrukt zouden worden onder invloed van de torsie en dat de druk in de schijf daardoor zou toenemen. Het model liet echter iets anders zien: een beweging die we de ‘mechanische pompfunctie’ hebben genoemd.” De promovendus ontdekte dat de tussenwervelschijven een pompende beweging maken tijdens het torderen: door de axiale beweging neemt de hoogte van een schijf toe en als de draaiing daarna weer afneemt, zakt de schijf weer in.
Varkens
De verklaring voor de pompfunctie moet worden gezocht in de bouw van de tussenwervelschijf. Om een kern liggen vezels in concentrische cirkels. De vezels staan afwisselend rechtsom en linksom, waardoor tijdens de axiale belasting van de tussenwervelschijf de ene helft van de vezels gespannen en de andere helft ontspannen is. Door hun materiaaleigenschappen laten de vezels de tussenwervelschijf een pompende beweging maken tijdens torsie.
Het werd hoog tijd voor een experiment om de verrassende bevindingen uit de theorie te valideren. Van Deursen nam proeven met stukken wervelkolom afkomstig van varkens. ,,Die gedragen zich hetzelfde als de menselijke wervelkolom. We onderwierpen delen van de wervelkolom aan torsiebelastingen en hebben inderdaad een hoogteverandering van de tussenwervelschijf als functie van de hoekverdraaiing gemeten. De pompfunctie bestaat dus écht”, aldus de onderzoeker.
Metingen lieten ook zien dat de druk in de tussenwervelschijf afnam tijdens het torderen. Van Deursen ontdekte dat de axiale beweging de vezels sterker maakt, waardoor ze grotere krachten kunnen opnemen. Hierdoor neemt de druk in de schijf af.
Aan de hand van zijn bevindingen concludeert hij dat de wervelkolom langer wordt, omdat de hoogte van de tussenwervelschijven toeneemt. Dit komt omdat de mechanische pompfunctie de stofwisseling in de schijf verbetert (waardoor deze net als een spons opzwelt) en tegelijkertijd de vezels in de schijven verstevigt.
De promovendus experimenteerde verder met delen van de menselijke wervelkolom. Die waren afkomstig van overledenen, die hun lichamen aan de wetenschap ter beschikking hadden gesteld. ,,We moestenmateriaal gebruiken dat zo vers mogelijk was. Gekleed in een witte jas stond ik tussen de bodybags in lijken te snijden geassisteerd door een vriendin die arts is. Het leek net een horrorfilm”, zegt Van Deursen.
Weggelachen
Desondanks heeft hij nog geen verklaring voor het afnemen van rugklachten tijdens de minirotaties van de RCPM-stoel. Artsen denken dat rugklachten het gevolg zijn van een onvoldoende stofwisseling in de tussenwervelschijven. ,,Het kan zijn dat de mechanische pompfunctie de stofwisseling en het transport van voedingsstoffen naar de tussenwervelschijf verbetert en op die manier de rugpijn vermindert. Maar die relatie staat niet vast. Negen van de tien keer weten we de oorzaak van rugklachten niet”, verzucht Van Deursen.
Volgens hem is het bewegend zitten geen revolutie, maar een evolutie. Toen ze tien jaar geleden met het idee van de RCPM-stoel kwamen, werden ze nog weggelachen. Maar nu is er vanuit de hele wereld interesse voor het concept. ,,We zijn in vergevorderde gesprekken met een grote Duitse autofabrikant en met bouwers van vliegtuigstoelen. Ook de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA zoekt naar oplossingen voor de rugproblemen bij astronauten en misschien biedt onze stoel hier een oplossing.”
De eerste RCPM-bureaustoelen zijn nu te koop voor zo’n vijftienhonderd gulden. Een accu onder het zitvlak inpluggen en torderen maar. Het kan straks tijdens het werk, het autorijden, in het vliegtuig of voor de TV. Wordt dit de eeuw van de homo tordens ?
Meer informatie over de stoel en de mogelijkheden is te vinden op:
www.ergodynamics.com
www.mikromotiv.com
Van Deursen verricht metingen aan de onderrug. Uit zijn experimenten blijkt dat een uur zitten op de RCPM-stoel de rug in lengte laat toenemen.
Toestel om de lengtetoename van de rug vast te stellen
Het principe van de Rotary Continuous Passive Motion-stoel
Illustratie: GRiPP
Bewegen terwijl je zit. Ir. Dirk van Deursen ontwikkelde een stoel met een roterend zitvlak. Deze beweging tordeert de wervelkolom, waardoor rugklachten afnemen en uw rug langer wordt. Hij ontdekte wat er zich afspeelt in onze onderrug: ,,De tussenwervelschijven pompen ook mechanisch.”
Lang geleden renden onze voorouders in een berenvelletje door de bossen en jaagden ze met speren op wild. Het lichaam van de homo erectus was daarvoor gebouwd. Duizenden jaren later is de homo erectus geëvolueerd tot de homo sedens, de zittende mens. Tegenwoordig brengt een mens zo’n achtendertig jaar van zijn leven zittend door. Maar met dezelfde lichaamsbouw als zijn jagende voorouders is de homo sedens niet geschikt voor zijn geliefde bezigheid, het zitten.
Dat is dus vragen om problemen. ,,We zitten teveel en krijgen daardoor rugklachten”, weet ir. Dirk van Deursen. Zijn vader is arts, gespecialiseerd in lage rugklachten, en van hem is het idee van het ‘bewegend zitten’ afkomstig. ,,Het blijkt dat patiënten met lage rugklachten tijdens fietsen en lopen vijf keer minder pijn ervaren in vergelijking tot langdurig zitten. Toen ging er bij mijn vader een lampje branden. Hij bedacht dat bewegen terwijl je zit rugpijn zou moeten verminderen.”
En als de mens niet zelf wil bewegen, moet je het meubilair laten bewegen, redeneerde Van Deursen. Zo ontstond tien jaar geleden het idee voor de bewegende stoel. Vader en zoon sloegen aan het experimenteren. Ze bouwden onder een gewone bureaustoel een motortje, dat het zitvlak langzaam laat roteren in het horizontale vlak.
De wetenschappelijk term voor deze beweging is Rotary Continuous Passive Motion (RCPM). ‘Passive‘ slaat op het feit dat de draaibeweging van het zitvlak een axiale (torderende) beweging opdringt aan de wervelkolom van de zittende persoon. Dit in tegenstelling tot een actieve beweging, waarbij de mens zélf beweegt.
Krimpen
,,We kozen voor een axiale beweging, omdat die toegankelijk is voor iedereen”, legt Van Deursen uit. ,,Mensen met rugklachten en ouderen hebben bijvoorbeeld problemen met bukken en zijwaarts buigen, maar niet met draaien.” Bovendien is het torderen van de wervelkolom een natuurlijke beweging, die ook optreedt wanneer we lopen en fietsen. Onderzoek met proefpersonen op de zelfgebouwde stoel wees uit dat een zitvlak-rotatie van één à twee graden met een periode van twaalf seconden optimaal was.
,,Het moet natuurlijk wel ongevaarlijk en praktisch blijven, want het is de bedoeling dat het concept in een normale bureaustoel wordt ingebouwd. De draaibeweging mag de kantoorwerkzaamheden niet beïnvloeden.”
Uit het experiment blijkt dat na een uur zitten op de RCPM-stoel delengte van de rug toe- in plaats van afneemt. ,,Dat is vreemd, want vanaf het moment dat we ’s ochtends uit bed stappen, krimpt onze wervelkolom enkele millimeters tot centimeters. ’s Nachts in bed rekt de rug zich als het ware weer uit”, aldus Van Deursen.
Hij raakte gefascineerd door de vraag waarom de minirotaties een lengtetoename van de wervelkolom veroorzaken. Drie jaar geleden begon de werktuigbouwer met zijn promotieonderzoek naar dit verschijnsel onder intensieve begeleiding van prof.dr.ir. C.J. Snijders. Begin oktober hoopt hij te promoveren.
Van Deursen concentreerde zich tijdens zijn onderzoek op de tussenwervelschijf. ,,De menselijke wervelkolom is opgebouwd uit wervels en tussenwervelschijven. Zo’n schijf is eigenlijk net een spons. Als je hem samendrukt zakt hij in en wordt er vocht uitgeperst, maar natuurlijk kan hij ook weer zwellen en vocht opnemen”, zegt hij. Van Deursen maakte een mechanisch model van de tussenwervelschijf in de onderrug en simuleerde de torsie van de wervelkolom als gevolg van de minirotaties van de RCPM-stoel.
,,Tot mijn grote verbazing kwamen de uitkomsten van het model niet overeen met de verwachtingen. We dachten in eerste instantie dat de tussenwervelschijven ingedrukt zouden worden onder invloed van de torsie en dat de druk in de schijf daardoor zou toenemen. Het model liet echter iets anders zien: een beweging die we de ‘mechanische pompfunctie’ hebben genoemd.” De promovendus ontdekte dat de tussenwervelschijven een pompende beweging maken tijdens het torderen: door de axiale beweging neemt de hoogte van een schijf toe en als de draaiing daarna weer afneemt, zakt de schijf weer in.
Varkens
De verklaring voor de pompfunctie moet worden gezocht in de bouw van de tussenwervelschijf. Om een kern liggen vezels in concentrische cirkels. De vezels staan afwisselend rechtsom en linksom, waardoor tijdens de axiale belasting van de tussenwervelschijf de ene helft van de vezels gespannen en de andere helft ontspannen is. Door hun materiaaleigenschappen laten de vezels de tussenwervelschijf een pompende beweging maken tijdens torsie.
Het werd hoog tijd voor een experiment om de verrassende bevindingen uit de theorie te valideren. Van Deursen nam proeven met stukken wervelkolom afkomstig van varkens. ,,Die gedragen zich hetzelfde als de menselijke wervelkolom. We onderwierpen delen van de wervelkolom aan torsiebelastingen en hebben inderdaad een hoogteverandering van de tussenwervelschijf als functie van de hoekverdraaiing gemeten. De pompfunctie bestaat dus écht”, aldus de onderzoeker.
Metingen lieten ook zien dat de druk in de tussenwervelschijf afnam tijdens het torderen. Van Deursen ontdekte dat de axiale beweging de vezels sterker maakt, waardoor ze grotere krachten kunnen opnemen. Hierdoor neemt de druk in de schijf af.
Aan de hand van zijn bevindingen concludeert hij dat de wervelkolom langer wordt, omdat de hoogte van de tussenwervelschijven toeneemt. Dit komt omdat de mechanische pompfunctie de stofwisseling in de schijf verbetert (waardoor deze net als een spons opzwelt) en tegelijkertijd de vezels in de schijven verstevigt.
De promovendus experimenteerde verder met delen van de menselijke wervelkolom. Die waren afkomstig van overledenen, die hun lichamen aan de wetenschap ter beschikking hadden gesteld. ,,We moestenmateriaal gebruiken dat zo vers mogelijk was. Gekleed in een witte jas stond ik tussen de bodybags in lijken te snijden geassisteerd door een vriendin die arts is. Het leek net een horrorfilm”, zegt Van Deursen.
Weggelachen
Desondanks heeft hij nog geen verklaring voor het afnemen van rugklachten tijdens de minirotaties van de RCPM-stoel. Artsen denken dat rugklachten het gevolg zijn van een onvoldoende stofwisseling in de tussenwervelschijven. ,,Het kan zijn dat de mechanische pompfunctie de stofwisseling en het transport van voedingsstoffen naar de tussenwervelschijf verbetert en op die manier de rugpijn vermindert. Maar die relatie staat niet vast. Negen van de tien keer weten we de oorzaak van rugklachten niet”, verzucht Van Deursen.
Volgens hem is het bewegend zitten geen revolutie, maar een evolutie. Toen ze tien jaar geleden met het idee van de RCPM-stoel kwamen, werden ze nog weggelachen. Maar nu is er vanuit de hele wereld interesse voor het concept. ,,We zijn in vergevorderde gesprekken met een grote Duitse autofabrikant en met bouwers van vliegtuigstoelen. Ook de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA zoekt naar oplossingen voor de rugproblemen bij astronauten en misschien biedt onze stoel hier een oplossing.”
De eerste RCPM-bureaustoelen zijn nu te koop voor zo’n vijftienhonderd gulden. Een accu onder het zitvlak inpluggen en torderen maar. Het kan straks tijdens het werk, het autorijden, in het vliegtuig of voor de TV. Wordt dit de eeuw van de homo tordens ?
Meer informatie over de stoel en de mogelijkheden is te vinden op:
www.ergodynamics.com
www.mikromotiv.com
Van Deursen verricht metingen aan de onderrug. Uit zijn experimenten blijkt dat een uur zitten op de RCPM-stoel de rug in lengte laat toenemen.
Toestel om de lengtetoename van de rug vast te stellen
Het principe van de Rotary Continuous Passive Motion-stoel
Illustratie: GRiPP
Comments are closed.