Laatste nieuws:

, 30 april 2020 11:04

Breingestuurde armprotheses die ‘voelen’ zijn in Zweden al onderdeel van het dagelijks leven (video)

In Zweden lopen sinds een jaar drie mensen rond met een armprothese die wordt aangestuurd door het brein en die hen een gevoel van aanraking laat ervaren. De technologie is zonder onderbreking door patiënten gebruikt tijdens hun dagelijkse bezigheden, zonder toezicht van onderzoekers en niet beperkt tot besloten of gecontroleerde omgevingen. De ervaringen zijn positief.

'
1/1
Voor het eerst kunnen mensen met armamputaties gevoel van aanraking ervaren in een door het brein aangestuurde armprothese die ze in het dagelijks leven gebruiken. Een studie in het New England Journal of Medicine rapporteert over de drie Zweedse patiënten. Ze gebruiken de breingestuurde prothese al zeven jaar. Het laatste jaar zijn de tastsensaties in de prothetische hand toegevoegd.

Het implantaatsysteem voor de armprothese heet e-Opra en is gebaseerd op het Opra implantaatsysteem van het Zweedse bedrijf Integrum AB. Het implantaatsysteem verankert de prothese aan het skelet in de stomp van het geamputeerde ledemaat, via een proces dat osseo-integratie wordt genoemd. Elektroden worden geïmplanteerd in spieren en zenuwen in de amputatiestomp en het e- Opra-systeem verzendt signalen in beide richtingen tussen de prothese en de hersenen, net als in een biologische arm.

De prothese wordt door de geest bestuurd, via de elektrische spier- en zenuwsignalen die door de armstomp worden gestuurd en door de elektroden worden opgevangen. De signalen worden doorgegeven aan het implantaat, dat door de huid gaat en aansluit op de prothese. De signalen worden vervolgens geïnterpreteerd door een ingebed controlesysteem dat door de onderzoekers is ontwikkeld. Het controlesysteem is klein genoeg om in de prothese te passen en verwerkt de signalen met behulp van geavanceerde kunstmatige intelligentie-algoritmen, wat resulteert in controlesignalen voor de bewegingen van de prothetische hand.

De aanraaksensaties komen voort uit krachtsensoren in de prothetische duim. De signalen van de sensoren worden door het besturingssysteem in de prothese omgezet in elektrische signalen die worden gestuurd om een zenuw in de armstomp te stimuleren. De zenuw leidt naar de hersenen, die vervolgens de drukniveaus tegen de hand waarnemen.

Het neuromusculoskeletale implantaat kan worden aangesloten op elke in de handel verkrijgbare armprothese, waardoor ze effectiever kunnen werken.

Onderzoeksleider Max Ortiz Catalan van de Chalmers University of Technology (Zweden):
"Ons onderzoek toont aan dat een prothetische hand die aan het bot is bevestigd en wordt bestuurd door elektroden die in zenuwen en spieren zijn geïmplanteerd, veel nauwkeuriger kan werken dan conventionele prothetische handen. We hebben het gebruik van de prothese verder verbeterd door tactiele sensorische feedback te integreren die de patiënten gebruiken om te beoordelen hoe moeilijk het is om een bepaald object te grijpen of erin te knijpen. In de loop van de tijd verbetert het vermogen van de patiënten om kleinere veranderingen in de intensiteit van sensaties waar te nemen."

De neuromusculoskeletale prothese combineert voor het eerst de volgende functies:

Hij heeft een directe verbinding met de zenuwen, spieren en het skelet van een persoon.
Hij is brein-gecontroleerd en geeft sensaties af die door de gebruiker worden waargenomen als afkomstig van de ontbrekende hand.
Hij is op zichzelf staand; alle benodigde elektronica zit in de prothese, zodat patiënten geen extra apparatuur of batterijen hoeven mee te nemen.
Het gebruik is veilig en stabiel op lange termijn; de technologie is zonder onderbreking door patiënten gebruikt tijdens hun dagelijkse bezigheden, zonder toezicht van de onderzoekers, en is niet beperkt tot besloten of gecontroleerde omgevingen.

Het nieuwste deel van de technologie, het tastgevoel, is mogelijk door stimulatie van de zenuwen die vóór de amputatie met de biologische hand waren verbonden. Krachtsensoren in de duim van de prothese meten het contact en de druk die tijdens het vastgrijpen op een object wordt uitgeoefend. Deze informatie wordt doorgegeven aan de zenuwen van de patiënt, die naar hun hersenen leiden. Patiënten kunnen dus voelen wanneer ze een object aanraken, de kenmerken ervan beoordelen en inschatten hoe hard ze erop drukken.

"De uitdaging is het creëren van neurale interfaces die naadloos grote hoeveelheden kunstmatig verzamelde informatie naar het zenuwstelsel kunnen zenden, zodat de gebruiker sensaties natuurlijk en moeiteloos kan ervaren."

Het einddoel van het onderzoeksteam is, in samenwerking met Integrum AB, om een algemeen verkrijgbaar product te ontwikkelen dat geschikt is voor zoveel mogelijk van deze mensen.

Het huidige onderzoek had betrekking op patiënten met amputaties boven de elleboog, en deze technologie is bijna een eindproduct geworden. Het onderzoeksteam werkt parallel aan een nieuw systeem voor amputaties onder de elleboog. In die gevallen zijn er in plaats van één groot bot (opperarmbeen) twee kleinere botten (radius en ellepijp) waaraan het implantaat moet worden verankerd. De groep werkt ook aan de aanpassing van het systeem voor beenprothesen.

"Op dit moment nemen patiënten in Zweden deel aan de klinische validatie van deze nieuwe prothetische technologie voor armamputatie. We verwachten dat dit systeem binnen enkele jaren buiten Zweden beschikbaar zal zijn, en we boeken ook aanzienlijke vooruitgang met een vergelijkbare technologie voor beenprothesen, die we later dit jaar bij een eerste patiënt willen implanteren."

Reacties

Er zijn nog geen reacties op dit artikel.

Hier kunt u een reactie plaatsen bij het bericht .
Uw e-mailadres zal niet op de website worden getoond.
Uw naam *
Uw E-mail *
Uw bericht *
 

Van onze partners meer (3)...

DIS Sensors

Rotero Holland bv

Rollon Lineairtechniek BV

ab op Twitter

TwitterlogoVolg ab nu ook op Twitter!

Onze accountnaam is: @aenb

Agenda meer (2)

16 december 2020 - Den Bosch
Efficiënt Aandrijven Event
8 juni 2021 -
Engineering Event Safety

Geen nieuws meer missen?

Meldt u dan direct aan voor de gratis ab nieuwsbrief.

 

Knop nieuwsbriefMet de gratis ab nieuwsbrief wordt u wekelijks op de hoogte gehouden over het aandrijven en besturen nieuws. U ontvangt wekelijks het laatste nieuws en elke maand een themanieuwsbrief.

 

Direct aanmelden