SUNDAY, APRIL 21 2019

LATEST NEWS

- News from the industry

Den första fingerfärdiga och kännande handprotesen har implanterats

En svensk patient med amputerad hand har blivit den första mottagaren av ett osseo-neuromuskulärt implantat som styr en mycket rörlig handprotes.
Under en banbrytande operation placerades titanimplantat i bägge underarmsbenen (radius och ulnar). Från implantaten drogs elektroder till nerver och muskler, som både samlar in signaler som styr en robothand och förser den med känsel. Detta gör den till den första kliniskt framgångsrika, fingerfärdiga och kännande handprotesen som kan användas i vardagslivet. Genombrottet är en del av EU-projektet Detop.

Den nya implantatteknologin har utvecklats i Sverige av ett forskarlag som leds av Max Ortiz Catalan på Chalmers och Integrum AB – företaget bakom den första benförankrade protesen som fästs i en arm eller ett ben med hjälp av osseointegration. Operationen, som är den första i sitt slag, leddes av Rickard Brånemark och Paolo Sassu. Den genomfördes på Sahlgrenska Universitetssjukhuset, som en del i det större projektet Detop, finansierat av EU-kommissionen genom Horisont 2020.

Detop koordineras av Christian Cipriani på Scuola Superiore Sant’Anna. Projektet inkluderar också Prensilia, Göteborgs universitet, Lunds universitet, Essex University, Swiss Center for Electronics and Microtechnology, Inail Prosthetic Center, Università Campus Bio-Medico di Roma, och Instituto Ortopedico Rizzoli.

Konventionella handproteser förlitar sig på elektroder placerade ovanpå huden för att utvinna styrsignaler från de underliggande musklerna i armstumpen. Dessa ytliga elektroder levererar begränsade och opålitliga signaler, som bara möjliggör styrning av ett par basala handrörelser (öppning och stängning av handen). Man kan få ut rikare och mer pålitlig information genom att i stället implantera elektroder i alla de muskler som återstår i armstumpen.

Den första patienten har nu fått sexton elektroder implanterade, för att skapa omfattande rörelsekontroll i en ny handprotes som har utvecklats i Italien av Scuola Superiore Sant’Anna och Prensilia.

Dagens proteser ger också begränsad sinnesåterkoppling. De ger inte beröringsintryck eller rörelseintryck, så användarna måste förlita sig på enbart sina synintryck när de använder proteserna. Användarna vet inte hur hårt de greppar tag i ett föremål – de känner inte ens att de vidrör föremålet. Genom att implantera elektroder i de nerver som tidigare kopplade till de biologiska sensorerna i den förlorade handen, kan forskarna stimulera dessa nerver elektriskt på ett sätt som liknar informationsöverföringen hos den saknade biologiska handen. Resultatet blir att patienten uppfattar att intrycken kommer från den nya proteshanden, eftersom den har sensorer som gör att nerverna stimuleras till att leverera sådana intryck.

En av de viktigaste aspekterna hos den nya teknologin är att det är den första som är användbar i patienternas dagliga liv. Den är alltså inte begränsad till forskningslaboratorier. En svensk del av forskargruppen – Integrum och Chalmers – har tidigare demonstrerat att styrning av en kännande protes fungerar i vardagslivet med hjälp av liknande teknologi, hos patienter som är amputerade ovanför armbågen.

Tidigare var detta inte möjligt hos patienter som är amputerade nedanför armbågen, där det finns två mindre ben i stället för ett stort ben som ovanför armbågen. Implanteringen i underarmen innebar flera utmaningar i utvecklingen av implantatsystemet. Å andra sidan erbjöd den också möjligheten att uppnå mer avancerad styrning av den artificiella handen. Det beror på att det finns många fler muskler att utvinna neurala kommandon ifrån hos patienter som är amputerade nedanför armbågen.

Ben försvagas om de inte används och belastas, vilket vanligtvis händer efter amputationer. Patienten genomgår därför ett rehabiliteringsprogram för att återfå styrkan i sina underarmsben så att hon ska kunna belasta proteshanden fullt ut. Parallellt tränar hon också i en miljö med virtuell verklighet för att återfå förmågan att styra sin förlorade hand. Om några veckor kommer hon att börja använda proteshanden, med ökande funktionalitet och känsel, i sitt vardagsliv. Ytterligare två patienter i Italien och Sverige kommer att få implantat med denna nya generation av proteshänder inom några månader.

Chalmersforskaren Max Ortiz Catalan, docent och föreståndare på Chalmers laboratorium för biomekatronik och neurorehabilitering, har lett utvecklingen sedan den startade för tio år sedan – i början med patienter som är amputerade ovanför armbågen.

– Det har rapporterats om flera avancerade protesteknologier under det senaste decenniet, men tyvärr har de förblivit forskningskoncept som bara har använts under korta perioder i kontrollerade miljöer, säger han. Genombrottet för vår teknologi ligger i att den gör det möjligt för patienterna att använda implanterade neuromuskulära gränssnitt för att styra sina proteser och få känselåterkoppling där det betyder som mest för dem; i sitt vardagsliv.

Det svenska bidraget till EU-projektet är omfattande. Johan Wessbergs forskargrupp på Göteborgs universitet undersöker hur människan uppfattar beröring, och hur maskiner kan återskapa denna upplevelse. Christian Antfolks forskargrupp på Lunds universitet studerar hur människan reglerar sina rörelser, och algoritmer som återskapar denna så kallade motorkontroll. Den kliniska uppföljningen och kommande operationer ska utföras på Sahlgrenska Universitetssjukhuset av Paolo Sassu, i samarbete med Rickard Brånemark på Massachusetts Institute of Technology. Max Ortiz Catalan på Chalmers och Integrum leder utvecklingen av den osseo-neuromuskulära teknologin och dess integrering med den italienska protesen och alla övriga komponenter.

För mer information, kontakta
Dr. Max Ortiz Catalan, institutionen för elektroteknik, Chalmers, 0708-46 10 65, maxo@chalmers.se

Videor på Youtube som kan bäddas in

⦁Patienten
⦁Handprotesen
⦁Projektet Detop

www.youtube.com/watch?v=6WQiJPexEDM&feature=youtu.be

www.detop-project.eu/

www.youtube.com/watch?v=7_lvVgth_ec&feature=youtu.be

www.youtube.com/watch?v=EES8U5LwaUs&feature=youtu.be

www.youtube.com/watch?v=xf3try5tu-0

www.bnl.chalmers.se/

LATEST NEWS

- News from the industry
4/15/2019
Optimerad avjämningsbalk från RototiltMer AI på civilingenjörsprogrammet i produktion och produktdesign
4/12/2019
Rototilt breddar redskapsprogrammet med kraftfulla rivtänderNy försäljningsdirektör på Volvo Car SverigeNCC får miljardorder för över 200 bostäder på ny ö i Köpenhamn 150 000 bilar riskerar körförbud 1 majVerizon presenterar ny IT-säkerhetsrapport kring insiderhot – så skyddar du din organisationVolvo Cars börjar tillverka XC40 vid fabriken i kinesiska Luqiao där fler märken byggsKobelco visar upp automatiserad grävmaskin och Engcon tiltrotator på BaumaNu öppnar Skansen Baltic Sea Science Center!Stor del av svensk järnmalm bildades i vulkaniska processerMarknadens mest snabborrande och hållbara stegborrNya klimatsmarta batteridrivna häcksaxar för en praktfull häckSchneider Electrics svenska vd tillträder ny roll med ansvar för norra Europa Stor satsning på kompetensutveckling av yrkesverksammaEuropeiska MOTOMAN-robotar rullar ut från fabriken i SlovenienSydsvenskt konsortium testar framtidens elvägarNordisk plastindustri förenas i unik paneldebatt på Plastteknik Nordic.Monitor storsatsar i Sydostasien – anställer fler i SverigeRasmus Linge ny vd för CS LogisticsAlmi Invest investerar i EasyServIKEA är Sveriges mest hållbara varumärke 2019Så går det till att besikta en motorcykelCell PT® - för säker infästning i nya lätta designmaterialSeavus talare på konferens - AI-dagen: AI som stöd för verksamheten, 22 majRekordresultat för BygmakoncernenAnn Krumlinde ny styrelseledamot i VäderstadSopmaskiner från Optimal fortsätter vara en succé på marknadenKungen besökte Apotea i MorgongåvaMitsubishi Outlander PHEV: Sveriges populäraste laddhybrid
4/11/2019
Maximera effekten till hydrauliktillbehör med ADX från CEJNFörvaring gasflaskor – så uppfyller du regler och kravJan Ridfeldt ny vd och koncernchef på Umeå Energi ABLyckad lansering av The Gothenburg Gateway ​Ny standard för miljökostnader – utvecklad i Göteborg Fem stjärnor til Range Rover EvoquePaetronics byter namn till VehcoHög kvalitet på alla forskarutbildningar på Högskolan VästUndervattensrobotar kan lokalisera gifttunnor i ÖstersjönEOS firar 30 år av passion för industriell 3D-printing Världens snabbaste vätgassensor bäddar för ren energiHyundai lanserar privatleasing för sina populära miljö- och familjebilarTarget 3001! - En lättanvänd PCB-mjukvara - Just nu påskrabatt 20% Jernbro förlänger livslängden för styr- och drivsystem med nytt driftsäkerhetsavtalRyobis unika Plattrensare - Rengör uteplatsen blixtsnabbtMaskinExpo nästa för Elise 900 – batteridriven kompaktlastare
4/10/2019
CEJNs Multi-X GII Hydrauliska Multi Koppplingar - Bättre, Starkare, LättareAnders Lindström, lokförare och instruktör, berättar om ett omväxlande arbete OPTIWARE och SICK i IIoT samarbete för ”plug and play”-uppkoppling av tillverkningsmaskinerABB:s snabbladdare bidrar till ett grönare GöteborgVolvo Cars på Techno Classica: Art Deco i rörelse med Volvo PV36Äntligen är Industrimagasinet våren 2019 här!Summ Road Show IBS QMS & TeamcenterNIS-direktivet är IT-chefernas bästa vänBäckebron - Sågverket som älskar det extra krångligaEllevio och Power Circle gör gemensam sak för framtidens elnätKonsultbolaget Exsitec på plats 2 i Powered by People Svenska företaget Blixt Tech vann i internationella tävlingen Startup Energy TransitionABAX blir partner med Hitachi och levererar komplett IoT-lösning till bygg- och entreprenad-branschenMiljardprojekt för digitalisering av europeisk industriEnergibesparingar och reducerat underhållsbehov med fläktväggsapplikation i stor biograf i SingaporeSchneider Electrics Easy UPS 3S nominerad i Elfack Design Award
Advertisements