e‑OPRA™ (enhanced OPRA™ Implant System) är nästa generations avancerade protesstyrningssystem och är en vidareutveckling av Integrums befintliga OPRA™ Implant System. Den bygger på samma osseointegrerade princip där protesen fästs direkt i skelettet, men med en banbrytande twist:
- Elektroder implanteras i muskler eller runt nerver i den amputerade armen för att upptäcka användarens tänkta rörelser via elektriska impulser i kroppen
- Systemet kan dessutom skicka sensorisk feedback tillbaka till användaren, vilket ger känselupplevelser, inte bara motorisk kontroll
Utmaning
För att möjliggöra klinisk användning och framtida studier krävs en robust lösning för att:
- Styrning av protesen via implanterade elektroder, vilket innefattar:
- Insamling och kalibrering av bioelektriska signaler från muskler och nerver.
- Tolkning av dessa signaler i realtid, för att översätta signaler till precisa protesrörelser.
- Sensorisk återkoppling, där signaler från sensorer på protesen omvandlas till elektriska impulser och skickas tillbaka till användarens nervsystem.
- Användarvänligt gränssnitt för klinisk personal. Protestekniker, ingenjörer och vårdpersonal måste kunna:
- Kalibrera och konfigurera systemet för varje individuell patient.
- Hantera uppdateringar och felsökning.
- Övervaka systemets prestanda under kliniska förhållanden.
Systemet behövde vara både tekniskt avancerat och kliniskt tillgängligt, med hög tillförlitlighet och precision.
Lösning
Utvecklingsarbetet omfattade både inbyggd programvara och mjukvara för att förbättra tidigare system:
- Embedded-programmering användes för att utveckla lågnivåkod (firmware) till implantatets styrsystem. Firmwaren ansvarar för att ta emot och tolka EMG-signaler. Den bearbetar dessa signaler i realtid för att möjliggöra styrning av protesen, samt hanterar övrig funktionalitet såsom kommunikation med externa enheter och aktivering av sensorisk återkoppling.
- En kraftfull desktop-applikation utvecklades i C# och WPF. Denna applikation fungerar som ett konfigurations- och kalibreringsverktyg för klinisk personal, och möjliggör:
- Live-monitorering av signaler.
- Finjustering av parametrar.
- Visualisering av både inkommande och utgående signalflöden.
- Hantering av patientprofiler och enhetsinställningar.
Tillsammans bildar detta en komplett teknisk lösning som kopplar samman mänsklig biologi med avancerad maskinteknik.
Resultat
Systemet är nu redo att användas i kommande kliniska studier. Målet med studierna är att validera både styrningsprecisionen och den sensoriska återkopplingens funktionalitet, samt att utvärdera användarupplevelse, säkerhet och långtidsprestanda.
e‑OPRA™ representerar ett stort steg framåt inom neurala gränssnitt och protesteknik, och har potential att radikalt förbättra livskvaliteten för personer med amputation.