Industri
Se protesen som styrs med tankekraft
I åtta månader har en patient testat en ny typ av tankestyrt implantat utvecklad på Chalmers. Resultatet är över förväntan.
Patienten, en 42-årig lastbilschaufför från Haparanda, fick sin arm amputerad för tio år sedan. Tidigare använde han en så kallad hylsprotes, som styrs med tankekraft med hjälp av elektroder utanpå huden.
Men i januari i år fick han den nya typen av tankestyrd protes inopererad. Det unika är att den är fäst med en titanskruv i benet och även kopplad till nerver och muskler i armstumpen.
Därmed blir protesen mycket enklare att styra.
– Jag kan ta ett färskt ägg med min proteshand utan att det går sönder. Jag brukar snöra och knyta min sons skridskor och jag kan jobba som dumperförare, säger patienten till Sveriges radio.
– Den här nya tankestyrda bär jag jämt, oftast även när jag går till sängs. Med den nya armen kan jag styra spakar och reglage, använda bilens växlar och jobba med verktyg. Det är mycket jag kan göra i dag som jag inte klarade av tidigare, fortsätter han.
Metoden att förankra proteser direkt i skelettet med titanskruvar utvecklades på 1960-talet av professor Per-Invar Brånemark. Hans son Rickard Brånemark, forskare och överläkare på Sahlgrenska Universitetssjukhuset och dessutom civilingenjör från Chalmers, är en av de forskare som står bakom det nya implantatet.
Tekniken för tankestyrningen leds av forskaren Max Otiz Catalan på Chalmers.
Ny Teknik skrev om projektet för två år sedan.
Resultaten av den första operationen, som skedde i januari 2013, publiceras nu i tidskriften Science Translational Medicine.
- Studien visar att protesen fungerar långsiktigt i verkliga livet, och inte bara i kontrollerade laboratorieförsök. De här resultaten är ett viktigt steg mot ett mer naturtroget hjälpmedel och komplement till de befintliga proteser som amputerade människor har tillgång till idag, säger Max Ortiz Catalan.
Nästa steg är att försöka skapa varaktig konstgjord känsel i implantatet. Det kan nämligen användas även för att skicka signaler från armen till hjärnan.
- Den permanenta kopplingen mellan protes och människa är det svåraste steget för att få konstgjord känsel att funka i verkliga livet, och den är alltså på plats nu. Hittills har vi visat att patienten har fått en långsiktigt stabil förmåga att uppfatta en stimuleringssignal som beröring av fingrarna. Till exempel för att kunna känna beröring och tryck, vilket man behöver för att instinktivt hålla lagom hårt i ett föremål, säger Max Ortiz Catalan
Vid slutet av året planerar forskarna att starta en klinisk studie av den nya tekniken med fler patienter
Flera fördelar med benintegrerat implantat
Att elektroderna är implanterade inuti kroppen innebär att:
• Elektroderna kan fånga upp mer muskel- och nervsignaler än elektroder utanpå huden. Därför kan patienten nu styra protesen med mindre ansträngning är förut. Styrningen är också mer precis, så han kan hantera mindre och ömtåligare föremål.
• Mer signaler gör dessutom att man kan skapa fler rörelser i protesen. Dagens avancerade proteser möjliggör upp till tre så kallade frihetsgrader; öppning och stängning av handen, vridning av handleden och böjning av armbågsleden. Men så många tankestyrda rörelser går inte att få fram med dagens styrsystem, utan standard är en frihetsgrad (öppning och stängning av handen). Med OHMG har forskarna demonstrerat att det går att skapa flera frihetsgrader.
• Elektroderna sitter skyddat inne i kroppen och påverkas inte av yttre faktorer såsom kyla. Signalöverföringen blir stabil, och när man väl har ställt in systemet och patienten har tränat in sig på styrningen så behöver man inte göra det igen. Med hylsproteser försämras signalöverföringen över tid, bland annat för att elektroderna flyttar sig när huden blir svettig. Då måste man justera hela systemet.
• De implanterade elektroderna är också mindre känsliga för olika former av elektriska störningar. På grund av det kan patienten göra en mängd saker nu som han inte kunde göra med hylsprotesen. Några exempel är: sträcka armen högt upp, hålla ett föremål i handen samtidigt som han svänger med armen, och använda apparater som har en motor, till exempel en borrmaskin.
Källa: Chalmers
