Første dansker med naturtro elektronisk håndprotese

I science fiction-filmen 'Star Wars - Imperiet slår igen' mister helten Luke Skywalker sin højre hånd i lyssværdsduellen med sin far - den onde, onde Darth Vader.

Teknologien er dog i de interstellare rejsers tid så veludviklet, at Luke senere i filmen udstyres med en kunstig hånd, der til fulde erstatter den mistede, og som praktisk nok er udstyret med et lille dæksel, så man kan kigge ned til de finmotoriske dele, der får hånden og fingrene til at bevæge sig.

Endnu er vi ikke i stand til at flyve mellem universets solsystemer eller galakser, men alligevel er håndproteseteknologien ved at kunne hamle op med de vilde science fiction-drømme.

Den tyske protesevirksomhed Otto Bock har udviklet en elektronisk protesehånd, der på en naturlig måde selv kan bevæge tommelfingeren. Illustration: Otto Bock
Danske Matteo Bovmundt afprøver for første gang sin nye elektroniske Michelangelo håndprotese. Det er bandagist hos Sahva Christian Krogsgaard, der tilpasser protesen. Illustration: Sahva

Det er den tyske protesevirksomhed Otto Bock, der senest har udviklet, hvad de selv betegner som den mest avancerede elektroniske håndprotese til dato, og i både udformning og funktion er den et afgørende skridt hen mod den helt naturtro kunstige hånd.

Den seneste udgave af hånden blev lanceret i slutningen af 2012, hvor også Matteo Bovmundt (38) som den første dansker blev udstyret med hånden, der af Otto Bock er døbt Michelangelo.

Protesen har fire bevægelige fingre og en tommelfinger med selvstændig funktion, hvilket giver Michelangelo-hånden en hidtil uset gribeteknik.

»Hånden har syv forskellige gribefunktioner. Som noget helt særligt kan den gribe ud efter en flaske ved, at tommelfingeren åbner sig, som en normal hånd gør det. Det har tidligere proteser ikke gjort af sig selv, ligeledes kan hånden åbne sig meget mere, hvilket betyder, at den kan holde om større emner,« forklarer Christian Krogsgaard, der er bandagist hos Sahva.

Elektroder aflæser muskelspændinger

Michelangelo-hånden er en såkaldt myoelektrisk hånd-protese, som styres udelukkende af muskelspændinger. Selve hylsteret, som sidder på armstumpen, er udstyret med to elektroder, som er placeret ud for de muskler, som man normalt bruger, når man vil åbne eller lukke sin hånd. Ved aktivitet i disse muskler udsendes en lille strøm, som forstærkes af elektroderne, og som sendes ind i protesens computer, der så oversætter signalet til den ønskede bevægelse.

»Det kræver umådelig koncentration at finde nerveforbindelserne til de rigtige muskler, men det kan trænes. Når den kontakt er opnået, skal det hele så sættes i brug, og man skal så derefter lære at styre dem i det omfang, at man kan spænde lidt, spænde hårdt og spænde hurtigt, men lige så vigtigt: at kunne slippe spændingen i den enkelte muskel igen. Det er meget forskelligt, hvor lang tid det tager at få styr på de enkelte ting,« fortæller Matteo Bovmundt.

En hjælpende hånd

Som noget enestående kan Michelangelo-hånden lukke og åbne sig som en rigtig hånd.

»En af de sværeste ting at omstille sig til synes jeg er det faktum, at man ikke kan 'føle', hvor hårdt man klemmer med protesen. Det skal man lære gennem synet og erfaringen med brugen af protesen,« forklarer Matteo Bovmundt.

Han arbejder blandt andet med at udføre udsmykninger med airbrush-teknologi på alt lige fra T-shirts over cykler og scootere til styrthjelme og covers til mobiltelefoner.

Han slår nu både græs og klipper hæk og står også selv for frokost og aftensmad. Med to hænder kan han også selv ordne vasketøj, hænge det op og lægge det sammen. Også rengøringen klares uden problemer.

»Protesen betyder, at jeg nu har fået en 'hjælpende' hånd i dagligdagen, som så går ind og aflaster min højre arm og hånd, der hurtigt kan blive overbelastet af samtlige dagligdagsfunktioner. Nu var jeg venstre-håndet, før det gik galt med hånden, så det har i det store hele været en stor omvæltning for mig, for pludselig var det nødvendigt for mig at skulle skrive, spise, ja, kort sagt gøre alt med højre,« uddyber Matteo Bovmundt.

Businesscase

Protesen koster lige under en halv million kroner. Et beløb, der er er bevilliget af Odense Kommune. I kommunernes interesseorganisation KL frygter de ikke et rykind af borgere, der vil udstyres med dyrt elektronisk isenkram, der kan lette hverdagen.

»Der er tale om en individuel vurdering i hvert tilfælde, og hver ydelse skal bevilges i overensstemmelse med Serviceloven. Jeg har da hørt om eksempler, hvor kommunerne i enkelte tilfælde har udarbejdet en businesscase på, hvad et hjælpemiddel koster og hvor meget kommunen kan reducere udgifterne til hjælp med. Det kan man jo godt forestille sig vil blive mere udbredt,« forklarer konsulent i KL Rigmor Lond.

Ud over Matteo Bovmundt, der som den første fik en Michelangelo-hånd, har to andre danskere efterfølgende fået en tilsvarende hånd. Christian Krogsgaard fra Sahva sætter dog ikke et præcist tal på, hvor mange der vil have behov for en sådan hånd.

»Der vil jo nok være en del, men det kræver, at man kan argumentere over for kommunen, at de skal betale betydeligt mere end for en traditionel protese,« siger han.

Christian Krogsgaard peger desuden på, at udviklingen mod en protese, der kan styres med hjernen, er langt fremme. Her vil elektroder på hovedet kunne oversættes til mekaniske bevægelser i proteser.

Dokumentation

Sahva: Ny protese genskaber håndens funktioner
Otto Bock: Michelangelo

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Hvad skal det "musik" henover det hele dog gøre godt for? Irriterende støjforurening.

Du har helt ret! Vi er alle plaget af overflødig baggrundsstøj - og meget sjældent er musikken værd at lytte til.

Men hvor må det være et stort skridt frem at få en brugelig hånd igen.

  • 0
  • 0

Med hensyn til musikken, skal jeg glædeligt overbringe budskabet. Det skal i den forbindelse siges, at filmen ikke er lavet specifikt med henblik på et et så teknik-interesseret publikum som det hos Ing.dk. Jeg antager at man har frygtet at klippet ville blive for sterilt uden lidt 'easy-listening' underlægningsstrofer. Men som sagt: Point taken.

Christian fortæller idag at han ikke helt kan genkende den sidste klumme som han er citeret for:

Christian Krogsgaard peger desuden på, at udviklingen mod en protese, der kan styres med hjernen, er langt fremme. Her vil elektroder på hovedet kunne oversættes til mekaniske bevægelser i proteser.

Jeg lovede ham at kommentere på det.

Hefefter følger mine egne personlige tanker:

Hvis jeg skulle give et bud på fremtiden inden for armproteser, så er den hellige gral at få taktil følelse i protesen. Som Matteo ganske rigtigt er inde på, er man som protesebruger meget afhængig af synet, for at betjene protesearmen, og man ved kun hvor hårdt man klemmer med hånden ud fra empirisk erfaring.

Der er to måder at skabe følelsesimpulser på: Enten skal man stimulere de sensoriske nerver i 'stumpen' (ja det kalder vi faktisk den amputerede ekstermitet), eller også skal man påvirke direkte i hjernens sensoriske center.

Umiddelbart tvivler jeg personligt på at et hjerneimplantat bliver standard inden for den nærmeste fremtid af flere grunde (som jeg forestiller mig det):

1) Det kiruriske indgreb er alvorligt, og risikoen for komplikationer, som primær følge af indgrebet, er formodenligt for høj i forhold til den status-forbedring man kan forvente.

1b) Komplikationer opstået ved kirurigsk indgreb er så alvorlige, at risikoen for disse ikke opvejer den forventede status-forbedring.

2) Komplikationer sekundært til indgrebet (infektion og kroppens frastødelse af implantatet som fremmedlegme), er så alvorlige at risikoen heller ikke her opvejer for den forventede forbedring. Nu er jeg ikke læge, men jeg formoder at man skal have imunforsvars-dæmpende medicin resten af livet, hvis implantatet ikke kan 'coates' i et biokompatibelt materiale - eller med kroppens egne ID-proteingrupper.

3) Hjernekirurgi er dyrt, og det er implantater til hjernen også. 450.000,- kr er peanuts i denne sammenhæng.

4) Det er svært at forestille sig at der er et særligt stort verdensmarked for den slags behandling, fordi det er så dyrt. Mange lande har private sundhedsforsikringer, og jeg er sikker på at man kommer til at få en gigantisk forsikrings-præmie, hvis man vil have dækning for sådan en operation. Der er i forvejen forsvindende få armprotesebrugere i den vestlige verden, så det er svært at se hvem som skulle lægge penge på at udvikle sådan et implantat.

  • Jeg har mange flere grunde end de 4 jeg har givet, men jeg tror at jeg har malet billedet allerede.

Hvis noget skulle drive forskningen til bedre kontrol af proteser, skulle det være Human-Computer Interface forskningen, som måske har lidt bedre budgetter.

En mere low-tech tilgang til sensorisk feedback er en simpel ryste-funktion, som vi kender det fra mobiltelefoner. Man kunne give brugeren en ide om håndens grebsstyrke - enten ved en ændring i ryste-funktionens frekvens, eller dens amplitude. Ulempen er naturligvis lyden af denne funktion, hvis den er inden for den hørbare frekvens.

Mange hænder har allerede en en 'slip'-funktion, hvor hånden klemmer hårdere, hvis objektet man holder begynder at glide. Denne funktion er rar, hvis man holder på et glas - knap så rar, hvis man holder på et ukogt æg. Som så meget andet inden for proteseverdnen er der tale om et kompromis.

Der forgår mange andre spændende ting omkring proteser. Se eksempelvis denne artikkel om 3D-printede low-tech delhåndsproteser: http://arstechnica.com/information-technol...

Eller her om dens kommercielle modstykke: http://www.didrickmedical.com/didrick/inde...

Bemærk at begge proteser virker ved kroppens egen kraft. Der er tale om at man fanger et af kroppens leds bøjebevægelse, og gearer den op i protesens led. Man kan desværre ikke bruge den teknologi, hvis hele hånden mangler.

Sådan der, nu har jeg vist kedet længe nok.

  • 0
  • 0

Meget interessant indlæg.

Et par forslag ved taktilt feedback.

Kunne man ikke forestille sig en lille motor der trykkede et stempel ned i armen et sted oppe i stumpen, hvor der ikke lige er muskler, som bruges til styringen. Den kunne så trykke som det hårdeste tryk en finger giver til enhver tid. Eller evt et stempel for hver finger. Så har man en meget konkret følelse af hvor hårdt man trykker.

Eller sætte en lille stribe af lysdioder under "huden" på håndryggen, som viser der største tryk. Det vil selvfølgelig ødelægge det naturtro look lidt, men de vil jo kun lyse når hånden er aktivt i brug, og der lægger alle og enhver nok alligevel mærke til at den er kunstig.

Jeg har i øvrigt en ide om at det amerikanske forsvar lægger rigtigt mange penge i udvikling af proteser.

  • 0
  • 0

Ja, Mogens Kjær, der er mange muligheder for at lave ikke-kirurigsk taktilt feedback i en protesehånd. Jeg er sikker på at vi kommer til at se meget mere af det i de kommende år. Indtil vidre har vi ikke haft så meget på den front fra de 'store' leverandører.

Hvad angår USA og udvikling af proteser, så er det min opfattelse at de absolut ikke ligger foran. På dette område er specielt Tyskland, Island, Italien og Sverige langt fremme - og Danmark ligger heller ikke værst til.

Lidt mere fra armprotesernes 'fremtid':

Dette er 'Smart-Hand'. http://www.elmat.lth.se/~smarthand/bilder/... . Den er udviklet i et internationalt samarbejde, med EU-støtte http://www.elmat.lth.se/~smarthand/partner... . Man kan notere at Ålborg Universitet også har bidraget til denne udvikling (you rock!).

Denne hånd styres af nerveinput fra de motoriske nerver, og giver følelses-feedback gennem de sensoriske nerver http://www.youtube.com/watch?v=X85Lpuczy3E... . Som man kan se på filmen er der en del kirurgi involveret. Desuden er der mange 'sites', hvor protesen skal være i kontakt med knapper på stumpen. Jeg har ikke set den i praktisk brug. Som jeg forstår det, sluttede projektet i 2010.

I Chicago, har man også eksperimenteret med en tilsvarende teknologi: http://www.youtube.com/watch?v=X1OBzc9QfIs . Her på videoen ses Claudia Mitchell med sin 'Bionic Arm'. Om end man ikke har givet hendes arm følelse, så har man givet hende muligheden for at styre sin bioniske arm med de samme nervesignaler som hun styrede sin naturlige arm med, før hendes ulykke.

Teknologien går ud på at kirurigsk flytte de nerver, som oprindeligt aktiverede muskler i hånd og arm, til små muskelgrupper i brystmuskulaturen, hvorefter man lytter på deres aktivitet.

Fordelen ved dette er at man hurtigt får en protesefunktion, fordi der ikke skal indlæres nye motoriske programmer i hjernen. Igen er der tale om et eksperimentielt produkt, som man ikke tilbyder bredt til alle armamputerede.

Som et lille kuriosum, vil jeg gerne her til sidst, vise en lille film af en 100% dansk produceret (om end ikke udviklet), fuld arm-protese, med flere bevægelsesfrihedsgrader end nogen på det kommercielle marked: http://www.youtube.com/watch?feature=playe...

Så meget mere fra mig :)

  • 0
  • 0

Er det ikke bare at give et skud stamceller - og så vokser en ny hånd ud igen?

  • 0
  • 0

Det er ligegyldigt om en eller flere har en patentrettighed, når den ikke bliver brugt. Efter at have læst om artiklen, den "naturtro elektronisk håndprotese" i Ingeniøren, har jeg tænkt på, at det er alt alt for dyrt med en protesepris på 500.000 kroner (!). Der bliver kun solgt nogle få, der bliver lave forsøg og afprøvning nogle enkelte steder og så ikke mere. Selv i de rige lande (som her) er der en "businesscase" på, hvad der koster i indkøb og om man kan bruge det optimalt eller ikke kan. De steder, hvor man har rigtigt brug for dem, er til soldater og indbyggere i meget fattige lande. Steder hvor der som regel simpelthen ikke er råd til, at få en lav-status protese til en amputeret arm eller et ben. Så det er med, at få prisen ned til en 1/2% eller 1% af den nuværende pris. Så er der ikke nogen problemer med at få dem afsat. Med det kræver nytænkning.

Der er i hvert fald to alternative muligheder: Nul- punktmetoden og " nonprofit". Det er ikke materialerne, men ideerne det kommer an på og de er begge masseproducerede metoder.

Nul- punktmetoden er der, hvor der er udgifter og indtægter lige høje. Det gør ikke noget, at man tager en lille procentdel af udviklingsomkostninger, når bare man omsætter nok, til omkostningerne er dækket ind. Hvis bare 250 armproteser, til en pris på 5000,- kr. her i landet, så bliver det 1.250.000 kr. eller 2,5 gange de 500.000 kr. per protese. Salget i tredje verdenslande skal have dem til 500-, 1000,- 2000,- eller 2500 kr., afhængigt af hvad deres økonomi er til. Den enkelte har patentrettigheder, men må have de andre fabrikanter og andre til at kikke, så når patentet udløber har deres produktion oppe at køre "fra dag et".

Ulemper: "Nul- punktmetoden" er der kun nogle få personer og nogle få computere, som har kendskab før det er en rigtig patentrettighed. Fordele: Man kan selv sælge dem på grund af deres patentrettighed.

I stedet kan man lave produktionen for "nonprofit". Der er stor forskel på om det er en maskinarbejder eller en "professor", der har udført en protese. I youtube, som er er en henvisning til i "naturtro elektronisk håndprotese", er begge dele nævnt og de har helt forskellig udførelse. Så ALLE kan have nogle ideer og komme med dem i de andres påhør. Man kan enten lave overordnet eller dybtgående og det er op til den enkelte, hvordan det skal udformes. Det er nogle opfindere skal have lavet en protese til deres kammerat eller deres far, eller en fabrikant som skal have en produktion, men uden patentrettigheder.

For det ikke skal være ”løgn”, så har en opfinder fra Sydafrika lavet en ”hård”, som hans søn skal bruge og man kan uden videre downloude tegninger! Et stykke $ 150. Det kan ikke laves billiger: Så det er vel ikke umuligt at gøre det på dansk.

Fordele: "Nonprofit" har den store fordel, at man fra 1 person til uendeligt personer. Det sidste giver både en helmasse indput og en masse computere til at regne på, så ideerne bliver til noget konkret. Ulemper: Der er en masse mennesker, der har kendskab til det og kan sætte proteser i produktion uden videre.

Ingeniørstuderene kan lave præsis det de synes, som deres studium fører hen til. Men de også se, at det kan gøres meget billigere eller meget anderledes.

Jens

  • 0
  • 0

Mogens Kjær

Der er efterhånden MANGE der er i gang med, at lave en arm- eller benprotese på amatørnivo. De havde jeg ikke regnet med for nogle dage siden.

Jens

  • 0
  • 0

Min kommentar var nu lettere sarkastisk ment.

At gennemføre det du beskrev, kræver enten at en velgørenheds-organisation investerer massitivt og/eller ildsjæle af format der overgår Copenhagen Suborbitals. Dvs ikke noget man kan satse på sker af sig selv, så det var noget du selv måtte sætte i værk.

Men det er glædeligt at der er ildsjæle igang rundt om. Verden mangler et antal proteser der nok skal tælles i millioner.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten