Voelen met je kunsthand, dat kan nu

Medische techniek In een nieuwe Zweedse armprothese worden veel nieuwe technieken gecombineerd: aanklikken, besturing en tastzin.

De Zweedse bestuurbare aanklik-armprothese die ook tastzin mogelijk maakt.
De Zweedse bestuurbare aanklik-armprothese die ook tastzin mogelijk maakt. Foto Johan Bodell/Chalmers University of Technology

„Een gewone armprothese draag je. Dat is een medisch hulpmiddel. Maar deze prothese voelt niet als het dragen van een hulpmiddel, Het is deel van jezelf.” Aan het woord is de 46-jarige Rickard Normark, in een filmpje van de Chalmers University of Technology in Zweden.

Normark is een van de drie Zweedse patiënten met een armamputatie die al een paar jaar gebruikmaken van een prothese met tastgevoel die via een implantaat verbonden is met zenuwen en spieren. Het is de eerste prothese met spiercontrole en gevoel die in het alledaagse leven gebruikt wordt. In de filmpjes zie je de patiënten autorijden, deeg kneden en timmerwerk doen. „Ik kan het voelen wanneer ik iemand de hand schud en te hard knijp”, vertelt Magnus Niska, een andere patiënt.

In een artikel dat donderdag verscheen in de New England Journal of Medicine doen de onderzoekers verslag van de ervaringen van de drie patiënten met hun protheses.

Titanium pin in het bot

De prothese combineert een aantal technologische ontwikkelingen. Ten eerste wordt de prothese niet als koker over de armstomp geschoven. Het is een zogeheten klikprothese die met een titanium pin in het bot van de stomp bevestigd wordt. Dit type prothese wordt vaker gebruikt. „Dat zit stevig en voelt natuurlijker omdat het skelet dan het gewicht draagt”, vertelt hoofdonderzoeker Max Ortiz Catalan aan de telefoon. „De ‘omschuifprotheses’ zijn bovendien oncomfortabel. Het knelt als een te strakke schoen.”

Deze armprothese wordt gecombineerd met een implantaat met elektroden die onderhuids aangebracht worden op de spieren en zenuwen. De elektroden op de spieren zorgen voor de aansturing van de prothese. Als je denkt aan het openen van je hand, dan vangen de elektroden dat signaal op. Kunstmatig intelligente software in het implantaat herkent dit signaal en vertelt de prothese om de hand inderdaad te openen. Ook deze techniek wordt al langer gebruikt voor protheses, maar nu gebeurt het opvangen van de spiersignalen vaak met elektroden aan de buitenkant, op de huid. Door ze operatief onder de huid te plaatsen is het signaal en dus de aansturing beter.

Het tastgevoel komt van een sensor in de protheseduim die meet of er contact gemaakt wordt met een object en hoeveel kracht er uitgeoefend wordt. Dit signaal wordt doorgegeven aan de elektroden die vervolgens de zenuwen stimuleren waardoor er een ‘gevoel’ naar de hersenen gaat. De patiënten ervaren daardoor een aanraking op de plek waar hun biologische hand zou zijn. Dit beschrijven ze als een aanraking met de punt van een pen. Bij meer druk verandert het in een soort elektrische tinteling. „Zoals het voelt als je je tong op een 9-voltbatterij legt”, zegt prothesegebruiker Niska. Dat gevoel zorgt ervoor dat gebruikers objecten beter kunnen vastpakken en niet constant naar hun hand hoeven te kijken om te voorkomen dat ze te hard knijpen.

Voor patiënten staat betrouwbaarheid van de prothese voorop

„Dit werk is een belangrijke bijdrage aan de ontwikkeling van protheses”, zegt Massimo Sartori van de Universiteit Twente, die ook werkt aan (prothese)aansturing via spier- en zenuwsignalen. Hij is niet betrokken bij het Zweedse onderzoek. „Het combineren van de verschillende technieken in één prothese, op een robuuste manier, is een belangrijke stap. Ik twijfel alleen aan de elektroden op de zenuwen. Die kunnen op de lange termijn de zenuwen beschadigen waardoor het tastgevoel vermindert. Het is lastig om een elektrode te vinden die geen zenuwschade toebrengt.”

„Als een jonge prothese-ingenieur denk je aan het ontwikkelen van geavanceerde, realistische protheses, zoals de robothand van Luke Skywalker in Star Wars”, vertelt hoofdonderzoeker Ortiz Catalan. „Maar zodra je met patiënten praat, merk je dat betrouwbaarheid veel belangrijker is. Als ze er niet op kunnen vertrouwen, dan gebruiken ze het niet.” De prothese voert daarom geen complexe bewegingen uit, maar is wel robuust en betrouwbaar, ook wanneer Niska ’s winters in het noorden van Zweden buiten in de vrieskou aan het werk is.