Svensk först i världen med tankestyrd cyborgarm

Foto: Ortiz-Catalan et al., Sci. Trans. Med., 2014.

Magnus Niska i Haparanda är först i världen med att ha fått en robotiserad armprotes permanent inopererad. Cyborgarmen är via elektroder direkt kopplad till muskler och nerver inuti kroppen.

Robotnyheter har skrivit om denna cyborgarm både i slutet av 2012 och början av 2013. Redan i januari 2013 genomgick Magnus själva operationen men hans identitet har hållits hemlig fram tills nu för att forskarna ska vara säkra på att protesen fungerar som den ska.

I kvällens Aktuellt i SVT visades ett inslag om Magnus Niska och hans cyborgarm.

– Allting har gått utmärkt, det är fantastiskt, signalerna mellan Magnus och protesen funkar fin fint, säger Max Ortiz Catalan, doktorand i forskargruppen Medicinska signaler och system vid Chalmers, till SVT. Han är en av dem som leder projektet med cyborgarmen och har tagit fram den speciella mjukvara som tolkar signalerna från muskler och nerver så de kan omvandlas till handrörelser.

Det var drygt tio år sedan Magnus tvingades amputera sin arm och tidigare hade han en hylsprotes som träs på armstumpen och hålls fast med axelband. Denna typ av myoelektriska proteser är allra vanligast och har använts ända sedan 60-talet. Via elektroder fästa på huden läses muskelsignalerna av. Det kan dock bli problem att läsa av signalerna när det är kallt utomhus, huden rör sig eller om man svettas.

Den nya robotiserade protes som Magnus nu fått är däremot direkt kopplad till armstumpens muskler och nerver under huden samt permanent fastskruvad i skelettet med en titanskruv, så kallad osseointegration. I fästet för armen finns ett gränssnitt med den mjukvara som tolkar signalerna. Videon nedan visar de praktiska skillnaderna mellan att använda en osseointegrerad respektive den gamla typen av myoelektriskt styrd protes med elektroder utanpå huden.

– Den största utmaningen var den kliniska delen. När man arbetar med elektronik i labbet så kan den alltid gå sönder utan att det gör något, men det får inte hända när man är inne i en människa, så man måste utföra väldigt noggranna tester innan man börjar, säger Max Ortiz Catalan.

Efter operationen kan Magnus nu klara av sitt jobb som lastbilschaufför, packa upp ägg och till och med knyta sina barns skridskor, skriver Chalmers i sitt pressmeddelande. Nästa steg blir att protesen får känsel eftersom den kan skicka signaler åt båda hållen.

– Den permanenta kopplingen mellan protes och människa är det svåraste steget för att få konstgjord känsel att funka i verkliga livet, och den är alltså på plats nu. Hittills har vi visat att patienten har fått en långsiktigt stabil förmåga att uppfatta en stimuleringssignal som beröring av fingrarna. Till exempel för att kunna känna beröring och tryck, vilket man behöver för att instinktivt hålla lagom hårt i ett föremål, förklarar Max Ortiz Catalan.

I det andra videoklippet får vi se Magnus träna i en simulator som använder sig av förstärkt verklighet. Titanskruvens gränssnitt är här kopplat direkt till en dator så i praktiken skulle Magnus kunna styra en arm som befinner sig på andra sidan rummet eller rent av på andra sidan jordklotet om datorn skickar signalerna via internet.

Under slutet av 2014 planerar forskarna att inleda en klinisk studie med fler patienter och den 3 november klockan 20:00 kommer Vetenskapens värld visa ett längre reportage i SVT2 om Magnus Niska och hans cyborgarm. Se programmet här (t.o.m 2 maj 2015).

Uppdatering 23 januari 2015: I ett TEDxGöteborg-tal från i julas berättar Max Ortiz Catalan om hur biologi och mekatronik möts med den cyborgarm han varit med att utveckla. Han talar även om liknande proteser för underkroppen som en möjlig vidareutveckling.

Chalmers, SVT

SE ÄVEN: