Bionisk hand smälter samman med kvinnas ben, muskler och nerver
2023-10-17 Karin som förlorade sin högra hand för äver 20 år sedan har nu nästan inga fantomsmärtor kvar och ökad livskvalitet tack vare nytt gränssnitt mellan människa och maskin.
För över 20 år sedan förlorade svenska Karin sin högra hand i en jordbruksolycka.
I december 2018 implanterades hon med ett nytt gränssnitt mellan människa och maskin, en avancerad protes – en bionisk hand – som kopplats direkt till hennes kvarvarande nerver, muskel och ben.
Tidigare proteser som hon har använt har varit obekväma och opålitliga. Förutom detta brukade Karin lida av stora smärtor som vanligtvis uppstår när man saknar en lem, både stubb- och fantomsmärtor, som hon hanterade med hjälp av mediciner.
– Det kändes som att jag hela tiden hade handen i en köttkvarn, vilket skapade en hög stressnivå och jag fick ta höga doser av olika smärtstillande medel. Jag har bättre kontroll över min protes, men framför allt har smärtan minskat, säger Karin. Idag behöver jag mycket mindre mediciner.
Med integrationen av den nya bioniska protesen har Karins smärtor minskat avsevärt medan hennes livskvalitets förbättrats i lika stor utsträckning.
Hon har dessutom fått begränsad känsel i handen och hon kan göra ungefär 80% av vad hon brukade göra med båda händerna - laga mat, plocka upp föremål, dra upp dragkedjor, vrida på dörrhandtag, skriva, äta, klä sig, och krama sina barn. Hon kan även spela piano igen, något som var hennes stora passion innan olyckan.
Den bioniska handens direkta anslutning till användarens ben, muskler och nerver – skapar ett gränssnitt mellan människa och maskin som gör det möjligt för AI att översätta hjärnsignaler till exakta men enkla rörelser.
Hon kan styra handen med sina tankar och känna beröring, temperatur och smärta. Hon kan dessutom röra alla sina fem bioniska fingrar individuellt med en framgångsfrekvens på 95%.
Robothanden innehåller till skillnad från andra proteser, inre elektroder som fungerar som sensorer och Karin uppfattar begränsad känsel.
Det banbrytande med denna bioniska protes är ett gränssnitt mellan människa och maskin som gör det möjligt för protesen att fästas bekvämt på Karins skelett via benintegration. Förutom detta möjliggöra en elektrisk anslutning till nervsystemet via elektroder implanterade i nerver och muskler.
Man kopplades således ihop Karins nervsystem som är också kontrollsystemet med protesens elektroniska styrsystem.
Två implantat placerades i Karins armbågsben och strålben för att ansluta protesen. Förutom detta anslöts ett muskeltransplantat från hennes ben till dessa implantat så att de avskurna musklerna och nerverna i Karins armstump hade något att fästa sig vid.
"Den biologiska integrationen av titanimplantat i benvävnad skapar möjligheter att ytterligare förbättra vården för amputerade. Genom att kombinera osseointegration med rekonstruktiv kirurgi, implanterade elektroder och AI kan vi återställa mänsklig funktion på ett aldrig tidigare skådat sätt. Amputationsnivån under armbågen har särskilda utmaningar, och den uppnådda funktionalitetsnivån är en viktig milstolpe för området avancerade extremitetsrekonstruktioner som helhet, förklarar professor Rickard Brånemar, forskningsaffilierad vid MIT, docent vid Göteborgs universitet och VD för Integrum, som ledde operationen som ägde rum på Sahlgrenska Universitetssjukhuset i Sverige.
Handprotesen har fått namnet Mia Hand och har utvecklats av det italienska företaget Prensilia, som specialiserat sig på robot- och biomedicinsk utrustning, och finansierats av EU-kommissionen.
"Acceptansen av protesen är avgörande för att den ska kunna användas framgångsrikt", säger Dr. Francesco Clemente, VD för Prensilia.
"Förutom den tekniska prestandan kämpade Prensilia med att utveckla en hand som kunde vara helt anpassningsbar estetiskt. Mia Hand föddes för att visas och inte döljas. Vi ville att användarna skulle vara stolta över vad de är, snarare än att skämmas över vad som gått förlorat."
Forskningen leddes av professor Max Ortiz Catalán, chef för neural protetisk forskning vid Bionics Institute i Australien och grundare av Center for Bionics and Pain Research (CBPR) i Sverige.
Ortiz Catalán arbetar nu i Ukraina med att ge expertis till amputerade under kriget.
Publikation:
Studien är publicerad i Science Robotics.
Demonstration:
Youtube video som visar hur Karin använder den bioniska handen: