En ny artificiell led återställer viktiga handledsliknande rörelser till underarms amputerade, som dramatiskt kan förbättra deras livskvalitet. En grupp forskare under ledning av Max Ortiz Catalan, Docent vid Chalmers tekniska universitet, Sverige, har publicerat sin forskning i tidskriften IEEE -transaktioner på neurala system och rehabiliteringsteknik .

För patienter som saknar en hand, en av de största utmaningarna för att återfå en hög funktionsnivå är oförmågan att uttala och supinera. När du lägger handen platt på ett bord, handflata ner, det är helt uttalat. Vrid handleden 180 grader, så handen är i handflatan, och det är helt supinerat.

Detta är en viktig rörelse för att använda ett dörrhandtag, en skruvdragare, en vred på en spis, eller helt enkelt vända på ett papper. För dem som saknar en hand, det här är mycket mer besvärliga och obekväma uppgifter, och nuvarande protesteknologi erbjuder endast begränsad lindring av detta problem.

"En person med underarmsamputation kan använda en motoriserad handledsrotator som styrs av elektriska signaler från de återstående musklerna. Men samma signaler används också för att styra den protetiska handen, "förklarar Max Ortiz Catalan, Docent vid Institutionen för elektroteknik på Chalmers.

"Detta resulterar i ett mycket besvärligt och onaturligt kontrollsystem, där patienter bara kan aktivera antingen den protetiska handleden eller handen samtidigt och måste växla fram och tillbaka. Vidare, patienter får ingen sensorisk återkoppling, så de har ingen känsla av handens position eller rörelse. "

Den nya konstgjorda leden fungerar istället med ett osseointegrerat implantatsystem som utvecklats av det svenskbaserade företaget, Integrum AB - en av partnerna i detta projekt. Ett implantat placeras i vart och ett av underbens två ben-ulna och radie-och sedan fungerar en handledliknande artificiell led som ett gränssnitt mellan dessa två implantat och den protetiska handen. Tillsammans, detta möjliggör mycket mer naturalistiska rörelser, med intuitiv naturlig kontroll och sensorisk feedback.

Patienter som har tappat sin hand och handled behåller ofta tillräckligt med muskulatur för att de ska kunna rotera radien över ulnaren - den avgörande rörelsen i handledens rotation. En konventionell sockelprotes, som fästs på kroppen genom att komprimera stubben, låser benen på plats, förhindra eventuell handledsrotation, och slösar därmed bort den här användbara rörelsen.

"Beroende på amputationsnivån, du kan fortfarande ha de flesta biologiska ställdon och sensorer kvar för handledsrotation. Dessa låter dig känna, till exempel, när du vrider på en nyckel för att starta en bil. Du tittar inte bakom ratten för att se hur långt du ska vända - du känner bara det. Vår nya innovation innebär att du inte behöver offra denna användbara rörelse på grund av en dålig teknisk lösning, såsom en sockelprotes. Du kan fortsätta att göra det på ett naturligt sätt, "säger Max Ortiz Catalan.

Biomedicinska ingenjörer Irene Boni och Jason Millenaar var på Chalmers som besökande internationella studenter. De arbetade med Dr. Ortiz Catalan på hans Biomechatronics and Neurorehabilitation Lab på Chalmers, och med Integrum AB om detta projekt. "I tester avsedda att mäta manuell fingerfärdighet, vi har visat att en patient utrustad med vår artificiella led fick mycket högre poäng jämfört med vid användning av konventionell sockelteknik, "förklarar Jason Millenaar.

"Vår nya enhet erbjuder ett mycket mer naturligt rörelseområde, minimera behovet av kompenserande rörelser i axeln eller bålen, vilket dramatiskt skulle kunna förbättra det dagliga livet för många amputerade underarmar, säger Irene Boni.