Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej pracują nad protezą ręki dla osób z amputacją na poziomie przedramienia

– Proteza o nazwie BEEPP (Bionic, Ergonomic, Economic, Polish Prosthesis) jest złożoną strukturą składającą się z kilku przenikających się systemów, w tym medyczno–rehabilitacyjnego, informatycznego, mechanicznego, elektronicznego i robotycznego – tłumaczy dr inż. Andrzej Wołczowski, kierownik projektu realizowanego w Centrum Innowacji i Biznesu PWr.

Opracowany model protezy dłoni ma aż dziewięc aktywnych stopni swobody. Umożliwia ona maksymalny chwyt z siłą ok. 100 N. Urządzenie waży ok. pół kilograma. Proteza sterowana jest za pomocą biosygnałów, które pobierane są bezpośrednio z kikuta kończyny, na której jest zamontowana. Rozwiązanie to pozwala na bardziej naturalne, niż w obecnych na rynku rozwiązaniach komercyjnych, sterowanie ruchami protezy.

Co ciekawe elementy mechaniczne protezy – obejma ramienia, przedramię oraz dłoń – zostały wykonane całkowicie w technologii druku proszkowego 3D z tworzywa PA12. Naukowcy rozważają połączenie tego rozwiązania z technologią odlewania precyzyjnego ze stopu magnezu. Połączenie tych dwóch pomysłów pozwoli docelowo na szybką personalizację wytwarzanych protez.

Proteza jest przeznaczona dla osób z jednostronną lub dwustronną amputacją ręki na poziomie przedramienia (tzw. amputacja transradialna). Projekt zakłada, że będzie możliwa jej personalizacja ze względu na rodzaj amputacji: prawa/lewa kończyna, kształt kikuta oraz posturę ciała pacjenta – w zakresie rozmiarów aktywnej ortezy łokcia, mocowania systemu pomiaru biosygnałów na kikucie, przedramienia – oraz samej ręki w dwóch lub trzech rozmiarach.

– Największym wyzwaniem w przygotowaniu protezy było właściwe opracowanie trzech kluczowych podsystemów, których odpowiednie działanie rzutuje na komfort użytkownika. Chodzi o interfejs (zarówno mechaniczny, jak i elektroniczny) protezy z pacjentem, algorytmy sztucznej inteligencji rozpoznające intencje pacjenta co do ruchu protezy oraz mechatroniczną strukturę samej dłoni. Wszystkie mają kluczowe znaczenie dla niezawodności, funkcjonalności oraz wygody codziennego stosowania protezy – podkreśla dr inż. Andrzej Wołczowski.

Nad projektem pracuje w sumie dwunastu specjalistów z PWr, w tym m.in. informatycy, mechanicy, elektronicy oraz automatycy i robotycy. Poza pracownikami uczelni w realizację projektu był także zaangażowany specjalista w zakresie chirurgii i rehabilitacji z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu, specjalista biomechanik z Politechniki Warszawskiej oraz firma protetyczna Ortopes, wspomagająca projektowanie elementów interfejsu protezy z pacjentem.

Teraz konstruktorzy przygotowują się do testów z pacjentami, które zaplanowano na koniec tego roku.