Een nieuw kunstgewricht herstelt belangrijke polsachtige bewegingen bij onderarmgeamputeerden, die hun kwaliteit van leven drastisch kunnen verbeteren. Een groep onderzoekers onder leiding van Max Ortiz Catalan, Universitair hoofddocent aan de Chalmers University of Technology, Zweden, heeft hun onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift IEEE-transacties op neurale systemen en revalidatietechniek .

Voor patiënten die een hand missen, een van de grootste uitdagingen bij het terugkrijgen van een hoog niveau van functioneren is het onvermogen om te pronatie en supinatie. Als je je hand plat op een tafel legt, palm naar beneden, het is volledig gepronatie. Draai je pols 180 graden, dus de hand is met de palm omhoog, en het is volledig supinated.

Dit is een essentiële beweging voor het gebruik van een deurkruk, een schroevendraaier, een knop op een fornuis, of gewoon een stuk papier omdraaien. Voor wie een hand mist, dit zijn veel lastigere en ongemakkelijkere taken, en de huidige prothetische technologieën bieden slechts beperkte verlichting voor dit probleem.

"Een persoon met een onderarmamputatie kan een gemotoriseerde polsrotator gebruiken die wordt bestuurd door elektrische signalen van de resterende spieren. diezelfde signalen worden ook gebruikt om de prothesehand te besturen, " legt Max Ortiz Catalaans uit, Universitair hoofddocent bij de afdeling Elektrotechniek van Chalmers.

"Dit resulteert in een zeer omslachtig en onnatuurlijk controleschema, waarbij patiënten alleen de prothesepols of de hand tegelijk kunnen activeren en heen en weer moeten schakelen. Verder, patiënten krijgen geen zintuiglijke feedback, dus ze hebben geen gevoel van de positie of beweging van de hand."

Het nieuwe kunstmatige gewricht werkt in plaats daarvan met een osseogeïntegreerd implantaatsysteem dat is ontwikkeld door het in Zweden gevestigde bedrijf, Integrum AB—een van de partners in dit project. Een implantaat wordt in elk van de twee botten van de onderarm geplaatst - de ellepijp en de radius - en vervolgens fungeert een polsachtig kunstgewricht als een interface tussen deze twee implantaten en de prothetische hand. Samen, dit zorgt voor veel meer naturalistische bewegingen, met intuïtieve natuurlijke controle en sensorische feedback.

Patiënten die hun hand en pols hebben verloren, behouden vaak voldoende spiermassa om de radius over de ellepijp te kunnen roteren - de cruciale beweging bij polsrotatie. Een conventionele kokerprothese, die aan het lichaam wordt bevestigd door de stronk samen te drukken, vergrendelt de botten op hun plaats, het voorkomen van mogelijke polsrotatie, en verspilt zo deze nuttige beweging.

"Afhankelijk van de mate van amputatie, je zou nog steeds de meeste biologische actuatoren en sensoren kunnen hebben voor polsrotatie. Deze laten je voelen, bijvoorbeeld, wanneer u een sleutel omdraait om een ​​auto te starten. Je kijkt niet achter het stuur om te zien hoe ver je moet draaien - je voelt het gewoon. Onze nieuwe innovatie betekent dat u deze nuttige beweging niet hoeft op te offeren vanwege een slechte technologische oplossing, zoals een kokerprothese. Je kunt het op een natuurlijke manier blijven doen, " zegt Max Ortiz Catalaans.

Biomedical Engineers Irene Boni en Jason Millenaar waren bij Chalmers als bezoekende internationale studenten. Ze werkten samen met Dr. Ortiz Catalan in zijn Biomechatronics and Neurorehabilitation Lab in Chalmers, en met Integrum AB op dit project. "In tests die zijn ontworpen om handvaardigheid te meten, we hebben aangetoond dat een patiënt met ons kunstgewricht veel hoger scoorde in vergelijking met conventionele sockettechnologie, " legt Jason Millenaar uit.

"Ons nieuwe apparaat biedt een veel natuurlijker bewegingsbereik, het minimaliseren van de behoefte aan compenserende bewegingen van de schouder of romp, die het dagelijkse leven van veel onderarmgeamputeerden drastisch zou kunnen verbeteren, ' zegt Irene Boni.