SEM Glove stärker greppet

 

Den muskelstärkande utrustningen SEM Glove, där SEM står för ”Soft Extra Muscles”, har utvecklats på KTH tillsammans med neurokirurgisk expertis från Karolinska Universitetssjukhuset.

– Vi kombinerar människors medicinska behov med modern robotteknik för att stärka kroppen. Vårt uppdrag är att se hur den här sortens konstruktioner funkar för patienter som är kroniker eller ska rehabiliteras, berättar Mats Nilsson.

Till målgrupperna hör patienter som drabbats av skallskador, ålderssvaghet, stroke eller muskelsjukdomar. Dessutom kan teknologin hjälpa yrkesverksamma personer som riskerar att utveckla förslitningsskador i greppet, eftersom utrustningen minskar användarens egen muskelbelastning.

Användaren upplever ett lätt tryck över fingrarna som stärker greppet. Känslan kan jämföras med att greppa exempelvis en kaffekopp med ena handen och sedan lägga den andra handen över fingrarna och trycka lätt.

– Graden av kraftförstärkning justeras och anpassas automatiskt efter personens önskemål och intention i stunden. Därför passar handsken användare med olika skador och förmågor, under förutsättning att den måttbeställs individuellt för att sys upp i rätt storlek, säger Mats Nilsson.

SEM Glove marknadsförs av företaget Bioservo som grundades av KTH-forskare 2006, och priset för en individuellt utprovad handske är i dagsläget cirka 40 000 kronor.

Bioservo grundades av Johan Ingvast, doktor i Maskinkonstruktion på KTH, Jan Wikander, professor i Mekatronik på KTH, och Hans von Holst, som är forskningsledare för SEM Glove-projektet och professor i neuronik, tillika överläkare i neurokirurgi vid Karolinska Universitetssjukhuset.

SEM Glove gick direkt från idé till färdig produkt, och nu har handsken även testats ur ett vetenskapligt perspektiv på KTH, bland annat genom studier på patienter vid Danderyds sjukhus.

Så här fungerar SEM Glove

Handsken tas på som en vanlig handske, och en kraftenhet som väger cirka 400 gram bärs på bröstet eller på ryggen. Drivmedlet är två laddningsbara litiumjonbatterier och en laddning räcker i 1-3 arbetsdagar.

I fingertopparna på SEM Glove sitter tryckkänsliga sensorer som registrerar när användaren greppar ett föremål.

En mikrodator beräknar hur stor kraft som ska läggas till, och reglerar små motorer, som i sin tur justerar de linor som går ut i handskens fingrar. Linorna drar ihop fingertopparna och skapar därmed extra kraft.

Tobias Nyberg är biträdande lektor vid KTH:s Avdelning för Neuronik och har assisterat i SEM Glove-projektet sedan 2008.

– Det unika med handsken är att den genom relativt enkel teknik kan möta behoven och öka livskvaliteten för unga och gamla patienter, i hemmet eller på jobbet, säger Tobias Nyberg.

Handsken har exempelvis gjort det möjligt för människor att fortsätta plocka varor eller lyfta tunga pärmar på sin arbetsplats i stället för att förbli sjukskrivna på hel- eller deltid. Dessutom kan handsken effektivisera och påskynda rehabilitering efter stroke eller hjärnskada.

– Efter en skallskada eller stroke behöver patienten främst träna hjärnfunktionen som kopplas till handens rörelser. Träningen kan vara alltför ansträngande för de försvagade musklerna, men med hjälp av SEM Glove kan patienten redan från början fokusera hjärnan under längre träningsperioder, för att successivt bygga upp musklerna.

– Teoretiskt sett skulle teknik motsvarande den i handsken även fungera för att ge styrka till benen, men det får bli ett framtida utvecklingsprojekt, säger Tobias Nyberg.

SEM Glove är en så kallad ortos, som förstärker en befintlig kroppsdel, medan en protes ersätter en kroppsdel.

– Handsken hjälper när handen är skadad. Men vad händer om handen är totalt förlamad, eller saknas helt? Det studerar vi nu genom att forska på lösningar för proteser som kan kopplas direkt till muskelsensorer eller sensorer i hjärnan, säger Tobias Nyberg.

I hans pågående forskningsprojekt ingår så kallade neurala proteser, där information matas in direkt i nervsystemet. Forskarna kan kommunicera med nervcellerna genom ledande polymera elektroder.

– Vi vill hitta rätt nervbanor att direktkoppla elektroderna till, och det gör vi genom att strukturera in nervtrådarna i ett system av elektroder. Materialet, polymer, är till skillnad från metaller och kisel mjukt och naturligt och öppnar för nya möjligheter att bättre kunna anpassa elektroderna till kroppen, säger Tobias Nyberg.

– Målet med vår organiska, bioelektroniska forskning om medicinska implantat är att skapa hållbara, stabila proteslösningar som patienten själv ska kunna styra genom olika nervfunktioner. Men det är förstås dyr och avancerad teknik. I det perspektivet är enkelheten i SEM Glove mycket värd.

För mer information, kontakta Mats Nilsson, telefon 08-790 48 62, mats.nilsson@sth.kth.se, eller Tobias Nyberg, 08-790 48 65, tobias.nyberg@sth.kth.se.

Katarina Ahlfort