Uppgradering av handprotesen

En lätt hydraulisk hand med individuellt drivna fingrar kan förändra livet för amputerade, säger forskare i Tyskland. Fluidhand, enligt sina utvecklare, är lättare, beter sig mer naturligt och har större flexibilitet än konstgjorda händer som använder motoriserade fingrar.

Rörelsefrihet: Fluidhand (ovan) använder lätt miniatyrhydraulik för att göra det möjligt för bäraren att röra varje finger individuellt.

De Fluidhand prototyp , utvecklad av ett team som leds av Stefan Schulz vid forskningscentret i Karlsrühe, i samarbete med det ortopediska universitetssjukhuset i Heidelberg, Tyskland, har flexibla enheter placerade i var och en av dess fingerleder, vilket gör att bäraren kan röra varje finger oberoende. Lättviktig miniatyrhydraulik är ansluten till elastiska kammare som kan böja fingrarnas leder. När sensorer på fingrarna och handflatan sluter sig runt föremål, plockar nerver i amputationsstumpen upp muskulära förnimmelser så att den amputerade kan använda ett svagare eller starkare grepp. Protesen ger fem olika greppstyrkor.

Det är så intuitivt att det bara tar cirka 15 minuter att lära sig använda enheten, säger Schulz.

I september förra året blev 18-årige Sören Wolf, som föddes med bara en hand, den första som använde Fluidhand. Enligt tyska pressrapporter , Wolf kunde skriva på ett tangentbord med båda sina händer för första gången i sitt liv, och han sa till reportrar att när han bär Fluidhand känner han sig inte handikappad längre.

Internationellt intresse för Fluidhand nådde en topp i slutet av förra månaden, när det tillkännagavs att Ortopediska universitetssjukhuset testar enheten i jämförelse med i-LIMB Hand. Wolf är den första amputerade som använder båda proteserna.

Tillverkad av det skotska företaget Tryck på Bionics , i-LIMB var den första handprotesen som möjliggjorde förflyttning av enskilda fingrar. Protesen, som släpptes förra sommaren, använder en annan teknisk princip än Fluidhand. Med i-LIMB möjliggörs rörelse av fem små, batteridrivna motorer som är inbäddade i varje finger. Schulz menar att hydraulsystemet har vissa fördelar jämfört med de motoriserade fingrarna. I motsats till rörelsen med elmotorer och transmissioner förblir Fluidhand mjuk och flexibel, säger han. Artiklar kan därför beslagtas mer tillförlitligt, och handen känns mer naturlig.

Båda enheterna är betydande förbättringar jämfört med konventionella handproteser som bara gör det möjligt för bäraren att nypa tummen och pekfingret för att skapa ett grepp.

Det finns många handrörelser som kräver individuella sifferrörelser, säger Hugh mr , direktör för Biomechatronics Group vid MIT Media Lab. Utvecklingen av individuella fingerrörelser i en protes är ett anmärkningsvärt steg framåt.

En patient bär för närvarande Fluidhand för att utföra dagliga uppgifter, och en andra är på väg att monteras för enheten. Cirka 250 personer, inklusive soldater som skadats i Afghanistan och Irak, använder redan i-LIMB.

Stuart Mead, vd för Touch Bionics, påpekar att den jämförande studien i Heidelberg inte är konkurrenskraftig. Många människor har många olika apparater för olika aktiviteter, och det som fungerar för en patient kanske inte fungerar för en annan, säger han.

Jämförande studier av detta slag har värde för att avgöra hur väl enheten kan möta amputerades behov. De testar förmodligen varje enhets styrka, kraft och mångsidighet, säger Herr. Proteserna måste kunna ta upp något mycket lätt och ömtåligt, som en bit porslin, såväl som något stort och tungt.

Snart kommer personer som behöver en handprotes med rörliga siffror att ha fler alternativ. Det tysk-österrikiska företaget OttoBock kommer förmodligen att presentera en ny hand med rörliga fingrar 2009, säger Schulz.

Experter förväntar sig att denna snabba utveckling inom området för protesteknik kommer att fortsätta i en nära framtid.

Jag tror att det finns ett stort tryck på bärbara exoskelett eftersom den mekatroniska tekniken har mognat, blivit mer kostnadseffektiv, miniatyriserad och kraftfull, säger Thomas Sugar från Arizona State University , som arbetar med robotproteser. Batterier och motorer är mindre och kraftfullare. Mikroprocessorer har varit väldigt snabba och billiga. Slutligen tror jag att det har skett ett stort tryck från NIH [National Institutes of Health] och DOD [Department of Defense] till medicinska robotar för stroketerapi, drivna exoskelett och motordrivna proteser.

Biomechatronics Groups Herr håller med. Vanligtvis när man plottar protesinnovationer mot tiden ser man en topp i innovation efter varje krig, och det är verkligen sant idag, säger han. Dessutom ser vi också ett antal discipliner som robotik, maskinteknik och biomekatronik mogna till den punkt [där] vi kan slås samman för att skapa verkligt anmärkningsvärda system.

Det finns fortfarande utrymme för dessa anmärkningsvärda innovationer inom protesutveckling.

Vi finner oss själva, som en bransch, arbeta för att hantera människors förväntningar, säger Touch Bionics’ Mead. En protes fungerar inte som en riktig hand. Vi kan fortfarande bara replikera 5 till 10 procent av vad en riktig hand kan göra.

Dölj