Forskare förbättrar för amputerade med mekanisk arm

Att inte kunna vrida på handleden är en stor utmaning för att återfå god funktionalitet för patienter som saknar en hand, menar forskare vid Chalmers. Dagens protesteknik kan hjälpa de personerna en bit på vägen, men nu har Max Ortiz Catalan, docent vid institutionen för elektroteknik på Chalmers, tillsammans med en grupp forskare tagit fram en ny lösning. – En person som har amputerat underarmen kan använda ett motordrivet proteshjälpmedel som vrider handleden, styrd av elektriska signaler från de återstående musklerna. Emellertid är det samma signaler som också används för att styra handprotesen. Detta medför att styrningen blir mycket besvärlig och onaturlig att hantera, eftersom patienten enbart kan aktivera antingen handleden eller handen, och därför måste byta fram och tillbaka. Dessutom får patienterna ingen återkoppling genom känseln, så de har ingen uppfattning om handens position eller hur den rör sig, säger Max Ortiz Catalan i ett pressmeddelande. Den nya konstgjorda leden har istället ett benförankrat, osseointegrerat, implantatsystem som utvecklats av en av parterna i projektet, det svenska företaget Integrum AB. Ett implantat förankras i vart och ett av de två benen i underarmen – armbågsbenet och strålbenet. Sedan fungerar en handledsliknande konstgjord led som ett gränssnitt mellan de båda implantaten och handprotesen. Detta tillsammans gör det möjligt att utföra rörelser som är mycket mer naturtrogna, med naturligt intuitiv styrning och återkoppling genom känseln. Patienter som har förlorat såväl hand som handled har ofta tillräckligt med muskler kvar för att kunna vrida strålbenet över armbågsbenet – den avgörande handledsrörelsen. En vanlig hylsprotes, som fästs vid kroppen genom att stumpen komprimeras, låser fast skelettbenen. Det förhindrar all tänkbar vridning av handleden och därigenom slösas den användbara rörelseförmågan bort. – Beroende på hur omfattande amputationen är kan patienten fortfarande ha de flesta biologiska kopplingarna och känselpunkterna kvar och använda dem i handledsvridningen. Det gör det möjligt att känna, exempelvis när du vrider om nyckeln för att starta en bil. Du behöver inte titta efter bakom ratten för att veta hur lång vridningen ska vara – du känner det helt enkelt. Innovationen vi nu har tagit fram innebär att rörelseförmågan hos patienten inte behöver gå förlorad på grund av en bristfällig teknisk lösning, som en hylsprotes. Man kan fortsätta att göra rörelsen på ett naturligt sätt, säger Max Ortiz Catalan. Utbytesstudenterna Irene Boni och Jason Millenaar deltog som medicintekniska ingenjörer i projektet tillsammans med Max Ortiz Catalan i hans laboratorium, Biomechatronics and Neurorehabilitation Lab, på Chalmers. Arbetet har även bedrivits i samarbete med företaget Integrum AB. Dr. Marco Controzzi vid The Biorobotics Institute, Sant'Anna School of Advanced Studies, Italien deltog också i forskningen.