ПРОТЕЗИРОВАНИЕ КОНЕЧНОСТЕЙ – ПРОТЕЗЫ ВЕРХНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ. Протезирование руки

Протезирование руки - обзор на LiveMD

2018. Видео: протез руки с искусственный интеллектом

Высшим пилотежем современных протезов считается имплантация электродов в нервные пути, чтоб человек силой мысти мог управлять бионической конечностью. Однако, надо признать, что хорошего управления пока достичь не удается, т.к. слишком это тонкая работа - правильно соединить каждый нерв с электродом. А что если протез сам сможет думать и помогать своему хозяину? На видео Джозеф Сирош, технический директор по ИИ в Microsoft показывает протез руки со встроенной камерой и интернет-подключением к облачной ИИ платформе. Картинка с камеры передается в облако и там с помощью машинного обучения распознается предмет и определяется как его хватать (например, ключи - двумя пальцами, а рюмку - всей пятерней). Конечно, при таком подходе нейроинтерфейс все-таки тоже нужен, чтобы протез не хватал все предметы подряд.

2016. MaxBionic - первый российский бионический протез

Недавно мы рассказывали о российском проекте ЭкзоАтлет, который создает медицинские экзоскелеты. Оказалось, что в России уже есть и собственный производитель бионических протезов - MaxBionic. Его основатель Максим Ляшко лишился правой руки из-за несчастного случая в 2013 году и задался целью создать бионический протез, который будет стоить в разы дешевле западных аналогов. Искусственная рука, распечатанная на 3D-принтере, управляется с помощью электромиографических датчики, которые прикладываются к поверхности кожи в области предплечья и считывают электрические сигналы мышц. Таким образом, пациент, после тренировок, может управлять протезом силой мысли.

2016. Видео: супермодель с бионической рукой

28-летняя американка Ребека Марин родилась без правого предплечья, однако это не помешало ей стать супермоделью. Ее бионический протез является одним из наиболее совершенных в мире. Хотя в нем не используется никаких нейроинтерфейсов, он работает очень просто и эффективно. Он управляется двумя способами: с помощью iphone и с помощью жестов. На iphone можно программировать различные движения ладони/пальцев и запускать их одним нажатием. А четыре наиболее используемых движения (например, сжатие ладони или показ среднего пальца) - можно привязывать к определенным жестам руки (например, жест - поднимание руки вместе с движением вперед).

2015. Протез руки интегрировали с мозгом

Мы уже писали о многих инновационных протезах руки, в том числе и о таких, которые позволяют не только управлять бионической рукой, но и чувствовать прикосновения. Но новый протез, созданный в Университете Джона Хопкинса под эгидой DARPA, все же заслуживает отдельного упоминания. Дело в том, что разработчики соединили управляющие провода протеза не с нервами руки или предплечья, а непосредственно с головным мозгом. Для этого пучки электродов были имплантированы в двигательную и сенсорную кору головного мозга человека. В ходе тестирования, пациент (с завязанными глаза) смог идентифицировать прикосновение к каждому пальцу искусственной руки. Таким образом, даже люди с травмами позвоночника, парализованные, в недалеком будущем смогут получить протез или экзоскелет, позволяющий передвигаться, двигать конечностями и ощущать прикосновения.

2015. Bebionic Small - самая совершенная бионическая рука

Британская компания Steeper давно известна как производитель самых технологически продвинутых протезов рук, но их последняя модель Bebionic Small выглядит просто фантастически. Она на 30% меньше по размеру, чем предыдущая модель bebionic3, весит всего 390 граммов и подходит для женщин и подростков. Первым в мире человеком, получившим этот протез, стала 29-летняя англичанка Ники Эшвелл. Благодаря бионической руке, она может вставлять нитку в иголку, кататься на велосипеде и носить предметы весом до 45 килограмм. BeBionic в точности повторяет моторику обычной руки и оснащен 14 сенсорами захвата для получения максимально естественных движений. Шарнирный механизм управляется крошечными электромоторами, а на кончиках пальцев есть специальные воздушные подушечки, чтобы аккуратно брать мелкие предметы.

2015. Видео: Как живется с бионической рукой

Мы уже публиковали видео о том, как живется со слуховым имплантантом и как живется с искусственным сердцем. Теперь посмотрим, как живется с бионической рукой. В 2006 году Найджел Экланд потерял руку в производственном инциденте. Через шесть месяцев боли, операций и инфекций он попросил врачей ампутировать его руку до локтя. Теперь Экланд носит один из самых продвинутых протезов в мире - bebionic3 (английской фирмы RSL Steeper). Экланд рассказывает, что раньше на него пристально смотрели и смеялись, а сейчас – приняли. Никто не подавал ему руку при встрече, когда на её месте был крюк. Теперь он пожимает руку своей бионической рукой и видит искреннюю улыбку в ответ. Протез bebionic3 использует электрические сигналы от сохранившихся мышц для контроля. Рука запрограммирована на 14 видов захвата.

2015. Управляемый протез руки за 50 долларов

Мы уже рассказывали о многих замечательных протезах руки, однако при всей их замечательности, они остаются недостижимой мечтой для большинства пациентов. Ведь их стоимость - несколько десятков тысяч долларов. Однако, благодаря технологии 3D-принтеров и нескольким добрым людям, высокотехнологичные протезы становятся доступными всем желающим. Организация E-Nablе создает сообщество владельцев 3D-принтеров и предоставляет всем бесплатно программу для распечатки протеза (который, как показано на видео, умеет сгибаться в локте и сжимать пальцы). Размеры можно настраивать. Материалы для такого протеза стоят $5, а распечатка - менее $50. Таким образом, человеку, которому нужен протез, достаточно найти на карте ближайшего участника сообщества с 3D-принтером, распечатать компоненты и собрать их как конструктор лего.

2014. Искусственная чувствительная кожа для бионических протезов руки

Бионические протезы рук уже выглядят очень впечатляюще, однако пока они не могут обеспечить чувствительность, например чтобы человек мог определить температуру объекта, к которому он прикасается или его мягкость. Однако, и эту задачу уже начали решать. Группа ученых из Южной Кореи создала перчатку из искусственной кожи с вживленными S-образными сенсорами (на данный момент их 400), сигналы от которых можно передавать в мозг. Пока они удачно поэкспериментировали с мозгом крысы и теперь поглядывают на живых людей. Отмечается, что данная технология построения искусственной кожи позволит создавать участки различной чувствительности. Например, на кончиках пальцев можно будет вживлять больше сенсоров, чем на внешней поверхности ладони.

2014. Видео: человек управляет двумя бионическими руками

Бионические протезы становятся все более и более впечатляющими. В медицинском центре Университета Джона Хопкинса (США) смастерили протез обеих рук и нашли для его испытания человека с двумя ампутированными руками. Интересно, что для управления искусственными руками не используется какой-нибудь шлем, считывающий сигналы мозга. Все управляющие сигналы считываются с грудных мышц. Чтобы это стало возможным, этому человеку предварительно проведена операция по иннервации мышц груди, чтобы с помощью их сокращений можно было бы управлять, например, пальцами искусственной руки.

2014. NEBIAS - протез руки, который позволяет ощущать прикосновения

Консорциум европейских научно-исследовательских институтов и лабораторий NEBIAS представил результат своей работы - бионическую руку (вместе с ее носителем - мужиком из Дании). Отличие этого протеза в том, что он не только позволяет управлять бионической кистью силой мозга, но и чувствовать прикосновения - таким образом человек может регулировать свои усилия. Для того, чтобы протез работал, в руке носителя соединили нервные волокна с проводами, реализовав интерфейс между нервной системой и электроникой протеза. Создатели говорят, что в коммерческом доступе их продукт появится через 6 лет. NEBIAS - это главный проект создания бионического протеза руки в Европе, финансируемый напрямую Еврокомиссией.

2014. Видео: уже почти бионическая рука

Пожалуй, из всех виденных нами протезов руки этот - самый впечатляющий. Его создала команда из шведского университета Чалмерса. Протез легко снимается и одевается. Он крепится к титановому имплантанту, который жестко встроен в кость. Кроме того, в руку имплантированы электроды, которые передают управляющие сигналы от мозга к бионической руке и обратно - от сенсоров протеза к мозгу. Единственный на сегодняшний день носитель данного протеза - использует его с начала этого года, и как видите, доволен жизнью.

2014. FDA одобрила протез Люка Скайуокера

Как известно, давным-давно в далекой галактике джедай Люк Скайуокер лишился руки в поединке с Дартом Вейдером. Но ему сделали искусственную руку - еще лучше настоящей. А сегодня на планете Земля американский регулятор FDA одобрил использование "протеза Люка Скайуокера", разработанного компанией DEKA. Это первый сертифицированный протез руки, который может производить несколько одновременных действий, управляемых непосредственно человеком. Электроды посылают сигналы на процессор, вмонтированный в протез, после чего устройство выполняет заданную команду. Устройство имеет такие же размер, вес, форму и силу сжатия, как и рука взрослого человека и позволяет выполнять сложные манипуляции, например, воспользоваться ключами и зажигалкой, самостоятельно поесть и расчесать волосы.

2014. Видео: протез руки дает возможность ощущать прикосновения

У голландца Денниса Соренсена есть нормальный протез руки. Если вы на него посмотрите, вы даже не заметите, что это протез. Но ему этого оказалось мало, и он согласился принять участие в клинических испытаниях новой технологии для создания сенсорных протезов Швейцарского института технологий в Лозанне. Медики вживили Деннису прямо в нервы руки электроды, которые передают сигналы от протеза к мозгу и обратно. В результате, Деннис может не только управлять механической ладонью силой мозга, но и ощущать свойства предметов - мягкие, твердые, круглые, квадратные. Конечно, пока это лишь лабораторный образец, опутанный проводами, но тем не менее - технология работает.

2014. Видео: Microsoft развивает медицинские технологии

Microsoft специально к финалу американской футбольной лиги выпустила этот рекламный ролик, целью которого, очевидно, является создание положительного образа компании. И интересно, что основной темой ролика стали медицинские технологии, к которым Microsoft, видимо, имеет отношение (или хочет иметь). В частности, показано использование сенсора Kinect в операционных, какие-то роботизированные протезы ног и рук, системы видеосвязи для телемедицины, какие-то технологии восстановления зрения и слуха. Так что очевидно, у Microsoft - есть большие планы на медицинские технологии. Интересно сравнить это видео с давнишним роликом Будущее медицины глазами Microsoft.

2013. Как изготовить искусственную руку в домашних условиях

В эфире очередной выпуск программы "Очумелые ручки" с Андреем Бахметьевым. Сегодня поговорим, собственно, о ручках. Не каждый человек может похвастаться наличием двух полноценных рук. Но есть хорошая новость. Чтобы изготовить протез руки (которым можно управлять как обычной рукой), не обязательно быть американским военным агентством DAPRA. Сегодня мы покажем, как изготовить искусственную руку у себя дома. Для этого нам понадобится обычный 3D-принтер, который можно купить например, в MakerBot, и материалы (пластиковая нить) на сумму $5. Программу для 3D-принтера можно закачать бесплатно здесь. Так, нажимаем на кнопочку... собираем детали ... и вот у нас получилась отличная искусственная рука (смотрите видео ниже). Спасибо Ивану Оуэну и Ричарду Ван Эсу, которые прислали нам это изобретение.

2013. DARPA продемонстрировала бионическую руку

Американское агентство DARPA (которое занимается разработкой медицинских технологий для армии США) продемонстрировала, пожалуй, наиболее совершенный на сегодняшний день, протез руки. Контакты протеза подсоединяются непосредственно к нервам и мышцам человека, при этом он может и управлять искусственной рукой, как своей собственной, и чувствовать через протез то, до чего она дотрагивается. Подобную бионическую руку мы ранее видели только на шведских мультиках.

2013. i-Limb ultra - искусственная рука, управляемая с помощью iPhone

Искусственная рука i-Limb ultra (производства британской компании Touch Bionics) хотя и не контролируется полностью нервными импульсами, как шведский протез Chalmers, но выглядит тоже очень круто. Этим протезом кисти можно управлять с помощью обычного iPhone приложения. Если нужно занять руку чем-нибудь полезным, носитель достает свой смартфон, запускает приложение i-Limb и выбирает один из шаблонов позиционирования или движения кисти (всего их 24). Например, можно задать шаблон для печати на клавиатуре, держания телефона, ручки, управления мышкой компьютера, ношения сумки. В протезе не только сгибаются пальцы, но и возможно его вращение относительно линии руки. В некоторых случаях искусственной рукой можно управлять и "силой мысли", т.к. при ее установке электроды подсоединяются к нервным волокнам.

2013. Chalmers: как работает искусственная рука

Шведский научно-исследовательский институт Chalmers провел успешную (по их словам) имплантацию протеза руки, которая управляется нервными импульсами. Электроды были имплантированы прямо в нервы и мышцы ампутированной руки. На данный момент пациент, которому была сделана имплантация может управлять искусственной рукой (силой мысли), а в недалеком будущем ученые намереваются научить протез чувствовать прикосновения и сжатие руки и передавать нервные сигналы обратно к мозгу.

2009. Появились бионические протезы пальцев руки

Несколько компаний уже предлагают бионические протезы руки, однако до сих пор оставалась неохваченной самая многочисленная категория людей, получивших травмы кисти, – те, кто сохранил руку, но лишился одного или нескольких пальцев. Этот пробел решила устранить шотландская компания Touch Bionics. Бионические пальцы (под названием ProDigits) двигаются под управлением миоэлектрических датчиков, получающих сигналы от мышц руки в форме электрических импульсов. Протез использует один из двух способов управления: миоэлектрические датчики, которые регистрируют сигналы от мышц, управлявших потерянным пальцем (тех, что остались в предплечье и ладони), либо чувствительный к давлению своеобразный touch-pad, который опирается на запястье. Устройство всегда знает, когда пальцы обхватывают какой-то объект, и ведёт себя так, как требует ситуация.

www.livemd.ru

Протезирование пальцев руки — Пальцы рук и ног

Протезы пальцев руки после производственной травмы

Пальцы на руках каждого человека – это главный рабочий инструмент. Пальцы помогают делать мелкие филигранные работы и обслуживать человеку себя в быту. Без них любой человек не представляет повседневных будней. Но если случается так, что пальцы ампутированы, то единственное решение в этом случае – это протезирование.

Сложности замены протезом пальца

Специфика протезирования пальцев рук в том, что создание функционального протеза возможно только при отсутствии 1-2 фаланг. Если же пальца нет полностью, то функционировать так, как настоящий палец, протез не сможет. Хотя можно найти варианты протезирования при отсутствии даже нескольких пальцев, в частности в израильских клиниках.

Типы современных протезов

На данный момент провести протезирование пальцев на руке можно одним из следующих типов протезов:

Косметические, пассивного типа. Он изготовлены из силикона, на ощупь и внешне отличить их от настоящего пальца сложно. Закрепляются на культе с использованием вакуума, по типу присоски. Успешно используются при потере мизинца, среднего, безымянного пальца.
Пассивные функционального типа. Такие имплантируются в костяную основу культи. Движение этим пальцем возможно за счет тяги, что прикрепляются к сухожилию мышцы предплечья, что отвечает за движение именно этого пальца.
Активные функционального типа их еще называют бионическими. Такие используются, если ампутирован большой или сразу несколько пальцев на руке. В плане технологии данный тип самый прогрессивный. В нем имеются электрические микродвигатели, микротяги – все это приводит палец в движение. Контролирует движения протеза человек при помощи датчиков, которые установлены на культе и считывают сигналы мышц.

Специфика протезирования пальцев

Сегодня часто используются современные биомеханические протезы. Создание их происходит индивидуально для каждого пациента, с учетом всех особенностей руки. Они не приклеиваются к культе при помощи клея, а надеваются на нее как кольцо. Этот вариант предпочтительней, так как пальцы дышат, а значит постоянно снимать и снова надевать протез не нужно.

Для создания протезов используются современные материалы, которые не дают раздражения коже, электрический ток они не проводят. Еще одна особенность постоянного ношения подобного протеза – это уменьшение отечности, улучшение циркуляции крови, так как постоянно выполняются сгибательно-разгибательные движения. Вместе с тем культя имеет защиту от травмирования, болезненного касания, других повреждения. Соседние пальцы не страдают от бокового напряжения, которое происходит, если протез клеится.

Протезированный фаланг сможет выполнять те же действия что и другие пальцы, так становится возможным захват стакана или ручки для письма, даже использование клавиатуры компьютера. Если на руку с подобным протезом надеть резиновые перчатки, то можно без проблем мыть посуду.

Внешняя оболочка протеза силиконовая, что не только эстетично, но и гигиенично.

Инновационное решение ProDigits

Не так давно известная британская компания разработала протез, который сразу окрестили высокотехнологичным и это не случайно. Он не просто создает имитацию пальца, может совершать отдельные двигательные движения, но имеет способность реагировать на сигналы мышц, которые исходят от культи пальца. Тем самым удается «руководить» им как своим собственным пальцем.

Протез X-Fingers

Данный протез изобрели в Америке, на данный момент это решение остается самым востребованным. Компания Дэна Дидрика изготавливает ежегодно сотни уникальных протезов. При этом учитывается все:

Толщина пальца.
Его длина.
Способы интеграции с культей.
Другие важные нюансы.

Эти протезы имеют необходимую гибкость и значительную двигательную активность. Вот только несколько примеров: имея такой протез пальца застегивание пуговиц, поиск мелочи в кошельке, даже завязывание шнурков не станет проблемой.

Процедура протезирования

Для того чтобы протезирование было успешным следует выдержать ключевые шаги на пути к новым пальцам, среди них:

Диагностическое обследование. В него может входить в зависимости от показаний компьютерная томография, рентген, электромиография, ряд лабораторных исследований.
Обязательно нужна консультация ортопеда.
Подготовка перед операцией.
Собственно операция.
Наблюдение динамики восстановления, процесс реабилитации.

Нужен ли протез для пальца?

Многие люди, потеряв один или несколько пальцев, задумываются, стоит ли тратиться на протез. Но это действительно нужно, кроме эстетичного внешнего вида руки удастся исполнять на первый взгляд привычные повседневные действия. Среди таких манипуляций:

Застегивание пуговиц на рубашке и верхней одежде.
Работа с клавиатурой компьютера.
Игра на пианино.
Использование ручек и карандашей.

Особенно важно установить такой протез, если нет большого пальца руки, его противопоставленное положение обеспечивает человеку хватательную функцию кисти, которая используется каждый день.

Какой протез выбрать?

Современные компании, которые занимаются изготовлением протезов пальцев рук, активно усовершенствуются. Постоянно появляются новые разработки, но далеко не все из них успешные. Подбирать протез следует вместе с врачом ортопедом, основными критериями в этом случае будут:

Тип протеза. Это зависит от того какой именно палец нужно заменить. О специфике замены того или иного пальца рассказано в видах протезов.
Техника ампутации пальца, состояние культи. Это оказывает влияние на вариант крепления протеза, выбор гильзы. Сегодня чаще всего практикуется вакуумное закрепление, когда переход от протеза на культю почти незаметен.
Косметическое сходство протеза с пальцем. В данном случае, чем он реалистичней, тем лучше. Возможность изготовления протезов из силикона позволяют делать их очень натуральными, что на ощупь, что при взгляде на протез.
Финансовые возможности пациента – чем больше он способен потратить средств, тем качественней и функциональней будет протез.
Выбор производителя. В этом случае гнаться за дешевизной не стоит, лучше подобрать товар от известного бренда, который себя зарекомендовал.

Вывод. Выбор того или иного протеза проводится совместно с врачом-ортопедом. Среди особенностей протезов пальцев рук – их миниатюрность с огромной значимостью для повседневного жизни человека.

palcyruknog.ru

история, будущее и реальность / Хабр

Потеря любой конечности или любого органа для человека — это большая проблема. В некоторых случаях с ней приходится мириться, но иногда современные средства протезирования способны сделать из человека «с ограниченными возможностями» человека с «дополненными возможностями», как выражаются представители некоторых компаний этой отрасли.

В этой статье мы поговорим о протезировании рук. Здесь мы не затронем тему зубов, глаз, ушей, лица, внутренних органов человека и даже ног. И начнём со Средневековья, когда одним из самых эффективных способов борьбы с инфекциями была ампутация. Тему продолжат устройства викторианской эпохи и современные бионические протезы, а в конце мы обсудим будущее этого направления.

Стальные руки рыцарей

Этот протез руки, выполненный из стали, датируется XVI веком. В нём есть сдвоенные пальцы и большой палец, которые могут принимать определённые позиции. Управление происходило с помощью кнопки на тыльной части ладони. Это устройство — один из трёх протезов шевалье Götz von Berlichingen. Приспособление позволяло брать в руки предметы и, возможно, даже писать пером.

Это ещё одна рука рыцаря.

Внутри этой железной руки, изготовленной в XVII веке, был механизм, который позволял сгибанием оставшейся руки управлять сжатием кулака. Это был, видимо, прообраз современных тяговых протезов.

Этот деревянный протез предположительно был сделан в 1800 году.

Ещё один деревянный протез предположительно управлялся с помощью тросика. Искусственная рука представлена в Смитсоновском музее.

Источник: invention.smithsonian.org

Менее богатые люди могли использовать крюки-протезы, подобные этому приспособлению начала XIX века. Когда я взялся за эту статью, я был уверен, что только такие протезы и были до XX века.

Локоть, запястье и пальцы этого протеза, сделанного между 1850 и 1910 годами, могут двигаться. Вероятно, на эту железную руку надевали перчатку. Хотя устройство выглядит очень интересно.

В 2013 году на Хабрахабре заминусовали пост о чудо-протезе из Голландии. Пост содержал скан из Журнала Министерства народного просвещения № 7 от 1837 года, где описывалась «механическая рука нового устройства, которая может совершенно заменить потерю этих драгоценных членов». Две такие руки, которыми можно махать, шевелить пальцами и брать предметы, дали двум военнослужащим. Судя по предыдущим примерам протезов, которые хранятся в различных музеях и описаны историками и учёными, данная статья всё-таки могла не быть уткой, как думали пользователи.

На фотографии ниже — ветеран Гражданской войны в США 1861-1865 годов.

В ладони этой женской искусственной руки XIX века видны отверстия, которые, возможно, использовали для закрепления крюка или других приспособлений, упрощающих жизнь.

Источник: collectmedicalantiques.com

XX век

Протез на фотографии ниже был сделан для 16-летней девочки, потерявшей руку ниже локтя. Протез сделан из дерева, кожи и ткани. Нужно отметить, что здесь думали и о внешнем виде приспособления, и о его функциональности: запястье вращается, пальцы меняют положение, а в ладонь добавлен крюк — чтобы можно было, например, носить сумку. Протез представлен в Музее науки в Лондоне.

Так выглядели протезы XIX и XX века. Представлены в Музее науки.

На этой фотографии немецкий солдат работает в мастерской, используя протез левой руки. Фотография содержится в Национальном музее Первой Мировой Войны в Канзасе.

Это швейцарский протез. В лучших традициях — с разными сменными насадками.

Этот протез представлен в Музее науки в Лондоне. Он сделан для 17-летнего парня в 1959 году.

Источник: sciencemuseum.org.uk

Одними из первых получателей протезов были военнослужащие. В этом случае производитель протезов из Бруклина на рекламном плакате сообщил, что горд работой с вооружёнными силами США.

Как можно заметить, протезы этого типа за несколько десятков лет не особенно изменились.

Современные бионические протезы

Давайте разберёмся сперва, что такое «бионические протезы». Бионика — это прикладная наука, объединяющая в себе биологию и технику. Живая природа помогает учёным находить решения для технических устройств. Различают биологическую бионику, которая изучает процессы в биологических системах, теоретическую, которая строит математические модели этих процессов и техническую. Нам сейчас важна техническая бионика: она применяет модели теоретической бионики для решения инженерных задач, как и в случае с протезами.

Ранее специалисты подразумевали под «бионическими» протезами такие устройства, которые похожи на часть тела, которую они замещают. С точки зрения современных понятий эти протезы — те, которые управляются электроникой и биотоками, то есть используют миографию или энцефалограмму.

Британская компания RSLSteeper, имеющая на данный момент около 90 лет опыта в протезировании, вывела бионический протез кисти руки BeBionic на международный рынок в 2010 году. На тот момент искусственная рука для взрослого имела только четыре функциональных захвата, но уже позволяла есть, пить, печатать, поворачивать ключ в замке, использовать банкомат и держать маленькие предметы. Пользователь с помощью устройства может разбивать яйца и держать в руке одноразовый стаканчик — потому что даже сила нажатия регулируется командами, снимаемыми датчиками с мышц.

Отсутствие массового спроса и низкая конкуренция — основная причина, по которой бионические протезы очень дорого стоят. В 2013 году протез ладони стоил до ста тысяч долларов.

Как удешевить протез? Нужно сделать дешевле его производство. В 2013 году успешно завершилась краудфандинговая кампания на IndieGoGo по созданию открытого и доступного протеза ладони, большую часть деталей для которого можно распечатать на 3D-принтере. Устройство имеет независимые приводы для каждого пальца, тактильную обратную связь и считывает сигналы через кожу для управления. В ладони устройства находятся электроприводы и управляющая плата на Arduino.

<img src=«habrastorage.org/getpro/habr/post_images/79b/967/591/79b9675914c40ef0e466ee254de5e0e9.jpg» alt=«image»/>Макет детской версии Dextrus, стилизованной под руку Железного Человека.

Ещё один проект, Limbitless Solutions, который делает недорогие протезы, в 2015 году устроил встречу Роберта Дауни младшего и семилетнего мальчика Алекса, чтобы подарить ребёнку бионический протез в форме руки костюма его любимого героя.

И что очень важно — благодаря печати на 3D-принтере себестоимость этого протеза составила всего 350 долларов. Сам проект делает эти протезы в основном для детей, семьи которых не могут себе позволить потратить 30-100 тысяч долларов на бионическую руку.

В 2014 году в госпитале Университета Джона Хопкинса разработали протез обеих рук и испытали его на человеке, который потерял обе руки от плеча и ниже. Для управления протезом система считывала сигналы с грудных мышц.

Один из самых серьёзных игроков рынка протезирования рук в мире — компания Bebionic. Часто в СМИ говорят о том, что именно эта компания сделала первый бионический протез. В этом видео — демонстрация возможностей миоэлектрического протеза BeBionic 3 от Найджела Экленда, известного в России и мире киборга.

В июне 2016 года первая британка получила кисть Bebionic Small — реалистичный протез, который благодаря небольшому размеру подходит женщинам и подросткам. 29-летняя Ники Эшвелл (Nicky Ashwell) из Лондона родилась без правой руки и всю жизнь использовала косметический протез, который не имел никакого функционала. Судя по фотографиям, Ники решила не надевать перчатку, имитирующую человеческую кожу.

Протез Bebionic Small весит 390 граммов, способен держать до 45 килограммов и имеет 14 захватов.

В мае 2016 года 26-летний Джеймс Янг получил протез, сделанный похожим на руку Солида Снейка — героя серии игр Metal Gear Solid. Джеймс потерял левую руку, повредил левую ногу и получил другие повреждения, когда попал под поезд, и после больницы получил стандартные протезы, которые сам описал как «уродливые». Сейчас он «обкатывает» очередной прототип искусственной руки.

Фото: dailymail.co.uk

Metal Gear Solid 5

Как видно из примеров выше, современные бионические протезы имеют достаточный для различных бытовых действий функционал. Но есть ещё кое-что, над чем работают учёные: над чувствительностью протезов. Для руки человека важно понимать, как сильно что-то сжать, что именно можно брать в руку, что нельзя. Так и с искусственной кистью — её сильно улучшит возможность чувствовать.

В 2013 году команда из Cleveland Veterans Affairs Medical Center и Case Western Reserve University разработала протез, сенсоры которого напрямую подключены к нервным окончаниям оставшейся части конечности. В этом случае импульсы с датчиков не отличаются от импульсов, которые передаёт собственная рука. Первый доброволец, который испытал на себе устройство, рассказал, что стал чувствовать «пальцами», ладонью и тыльной частью ладони. На видео ниже доброволец пытается оторвать веточку от вишни — сначала с выключенной функцией чувствительности искусственной руки, затем — с включенной. Во втором случае он лучше справляется с этой задачей.

DARPA в середине 2013 года также представила протез с обратной связью в рамках программы RE-NET (Reliable Neural-Interface Technology). Агентство собиралось работать по данному проекту до 2016 года.

В 2015 году 28-летний парализованный пациент с помощью протеза, подключенного к мозгу, стал осязать различные предметы, включая прикосновения к каждому пальцу. Это было сделано в рамках другой программы — Revolutionizing Prosthetics.

В 2014 году Dennis Aabo Sørensen, потерявший руку из-за неосторожного обращения с пиротехническими «игрушками», вызывался добровольцем для испытаний протеза с обратной связью. Электроды протеза подключили к нервной системе человека. Сила сигнала просчитывается компьютером, и Деннис стал ощущать размер, форму и текстуру объекта.

Бионические протезы в России

На российском рынке фактически нет игроков, которые ввели в коммерческое использование бионические протезы рук. Разработку ведёт стартап «Моторика», известный внедрением в федеральную программу обеспечения инвалидов техническими средствами реабилитации тяговых протезов для детей — благодаря этой компании дети получают тяговые протезы за счёт государства. В этом видео — испытания четвёртого прототипа искусственной кисти Stradivary, которую команда планирует начать производить и устанавливать в России в октябре-ноябре 2016 года.

Протез Stradivary — миоэлектрический. Для его установки не требуется хирургическое вмешательство. Поверхностные миодатчики встраиваются в приёмную гильзу, касаются определённых мест на коже в районе мышц, улавливают потенциал при сокращении мышцы и передают сигнал на раскрытие или закрытие кисти.

Основная проблема, с которой встречаются при установке этого вида протезов, это слабо развитые мышцы предплечья. Чтобы избежать этой проблемы, «Моторика» и делает тяговые механические протезы детям — такие протезы не только помогают выполнять различные функции руки, но и служат тренажёром.

По мнению Ильи Чеха, основателя «Моторики», сейчас есть два направления развития бионических протезов.

Первое — это очувствление, то есть обратная связь, позволяющая владельцу протеза получать информацию о качествах объекта, к которому он прикасается устройством.

Второе — вживление всех элементов, включая каркас и датчик. Одна из проблем с протезом Джеймса Янг, получившего руку, похожую на руку из Metal Gear Solid, это необходимость снимать такой протез для сна или принятия душа. В будущем протезы будут скорее напоминать руку главного героя фильма «Я, робот», сыгранного Уиллом Смитом. Не в плане соответствия собственной конечности, а в плане отсутствия необходимости дополнительного ухода.

Сейчас в мире очень популярно недорогое печатное направление в протезировании. К этому привели доступность и распространение 3D-принтеров. Существуют различные проекты, помогающие бесплатно получить тяговые протезы, и схемы, с помощью которых можно доработать и распечатать миоэлектрический протез руки. Илья Чех считает это направление временным: оно будет популярно предстоящие 10-12 лет, пока будут развиваться и масштабироваться вживляемые технологии. 3D-печать сейчас предлагает более низкую стоимость, но существенно проигрывает в качестве. И лучшее качество по сравнению с традиционными технологиями оно скорее всего не даст никогда. Всегда будет дешевле и качественнее отрезать на лазере из листового металла, чем печатать полимерами с помощью принтера. По крайней мере так будет, если мыслить в существующей парадигме развития печати, и не фантазировать на предмет молекулярного построения объектов. Печать создана для максимального сокращения сроков и стоимости прототипирования и R&D.

Каким вы видите будущее протезирования руки человека? Какие способы установки и управления кажутся вам наиболее востребованными через 20-30 лет?

habr.com

Cовременные технологии протезирования: как ИТ помогает людям жить

Людям, как биологическому виду, у которого есть конечности, в результате несчастных случаев, катаклизмов, болезней и прочих жизненных ситуаций, к сожалению, иногда свойственно их терять. И, в отличие от некоторых животных, нам повезло меньше. Например, тритонов и ящериц природа одарила регенерацией потерянных частей тела, а вот человека (впрочем, как и большинство других видов) оставила наедине с собой в таких ситуациях. Но поскольку человек обладает интеллектом, а цивилизация следует по технологическому пути, то еще с древних времен утраченные конечности научились заменять протезами.

На нынешней стадии развития технического прогресса и научных достижений люди с физическими недостатками имеют большой выбор различных возможностей и ассортимент продукции протезной индустрии, а также полный ассортимент различного адаптивного оборудования. Сейчас в сфере протезирования, в основном благодаря развитию ИТ и синергии индустрий, наблюдается всплеск новых разработок и достижений. Основная цель, которую пытаются достичь ученые и инженеры всего мира — воплотить в искусственном изделии все функции живой руки или ноги.

Впрочем, все бионические устройства разных фирм, институтов и центров пока что не сильно похожи на свои естественные прототипы. Помимо прочих сложностей, основной элемент, которого не хватает всем разработкам – это похожая на настоящую кожа для наружного покрытия. Впрочем, вполне вероятно, что в скором времени эта проблема будет решена путем изготовления полноценной искусственной кожи – сейчас уже проводятся эксперименты по соединению в единое работающее целое нервной ткани и электронных устройств.

Практически до конца 20-го века все изобретения в области протезирования были механического характера, в некоторых случаях сгибание регулировалось вручную. Основными проблемами протезов тех времен (да и, собственно, разработанных ранее конструкций, применяющихся во многих случаях до сих пор) были отсутствие какой-либо связи с организмом, негибкость и недолговечность. Протезы, которые заменяли руку или ногу, не могли функционировать, как полноценный их прототип – это всего лишь суррогат, заменяющий активные части тела, но неспособный приблизиться по возможностям к естественному аналогу. Это и есть главный минус протезов – их «внешний» характер и низкая функциональность. Все, что остается делать их обладателю, это использовать их как элемент гардероба, который со временем изнашивается и становится непригодным к дальнейшей эксплуатации.

Не столь давно в сфере протезирования появилось такое направление, как "биомехатроника", которое представляет собой соединение робототехники и нервных клеток человека. Задачей научных исследований в этом направлении является разработка искусственных конечностей, которыми можно будет управлять лишь силой мысли, а функциональность будет повторять оную у заменяемой конечности человека с максимальной точностью. Кроме создания роботизированных протезов, способных «вести диалог» с нервной системой, важным направлением является остеоинтеграция, то есть сращивание искусственного модуля и кости, что позволит обойтись без гильзы протеза. Эксперименты по сращиванию титановых имплантатов с кожей, мышцами и костной тканью проводятся регулярно, а некоторые компании (в частности, немецкая ESKA Implants с их технологией Endo-Exo) уже представили серийные разработки. Исходя из нынешнего уровня развития технологий, уже в скором времени человек, потерявший конечность, сможет почувствовать себя отчасти киборгом…

Протезы ног

Согласно статистическим данным, наиболее часто люди теряют ноги. В нынешнее время современные протезы ног стали достаточно сложными и на потребительском рынке давно присутствуют, хотя и не слишком доступны с финансовой точки зрения, модели со встроенными микропроцессорами, которые можно программировать для более естественной ходьбы и других движений. Если не касаться вопроса изготовления культеприемной гильзы (в этой области тоже есть свои достижения, вроде применения углеволокна и прочих композитных материалов, но собственно “высоких технологий” немного), то протез ноги состоит из двух ключевых элементов, на улучшение которых и направлены усилия разработчиков — коленного модуля и стопы.

Наиболее распространенными в реальной эксплуатации являются коленные модули C-Leg германской фирмы Otto Bock и Rheo Knee исландской компании Ossur. Эти протезы используют гидравлический привод с электромоторами, управляющие микропроцессоры, соответствующее программное обеспечение и батарею, питающую все компоненты протеза.

Коленный модуль C-Leg фирмы Otto Bock – самый известный широкой общественности продукт, чье название (сокращенное от «Computer Leg») иногда даже используется, как нарицательное, так как присутствует на рынке аж с 1997 года. Функционально он существенно отличается от традиционных механических протезов, обеспечивая значительную гибкость в эксплуатации. В частности, C-leg имеет три режима работы, переключение между которыми происходит с помощью пульта дистанционного управления. В моменты отдыха модуль может принимать вес с отклонением от 7 до 70 градусов. Управление алгоритмом гидравлической системы реализуется с помощью микропроцессора, 50 раз за минуту обрабатывающего входящую информацию от сенсора давления и изменяет параметры работы. По сообщениям на сайте производителя, пользователи C-Leg не только не задумываются о том, куда и как поставить искусственную ногу при ходьбе (и способны передвигаться со средней «прогулочной» скоростью здорового человека), но даже катаются на велосипедах. Впрочем, согласно другим отзывам, сам по себе C-leg, как и аналоги, способен помочь в первую очередь тем пользователям, которые уже хорошо освоили ходьбу на обычном протезе – то есть, использование C-leg не обязательно «творит чудеса».

Интеллектуальный электронный коленный шарнир Rheo Knee является совместной разработкой исландской компании Ossur и Массачусетского технологического института и появился в продаже в 2006 году. Сложная сеть датчиков, интегрированная в модуль, регистрирует изменения и позволяет искусственной ноге «на ходу» вносить коррективы в свою работу. Микропроцессор контролирует параметры ходьбы при каждом шаге, фиксирует нагрузку и положение со скоростью 1000 раз в секунду во время фазы стояния и затем в соотвествии с этим регулирует сопротивление движения в коленном шарнире путём нагнетания или откачивания из искуственного коленного сустава намагниченной жидкости.

В повседневной жизни для людей создается масса вещей, чья практическая полезность не столь важна, как дизайн. Поскольку для инвалидов таких проектов изобретается не так уж много, то стоит более подробно отметить и наработки в этом ключе: продукты, создатели которых позаботились и об определенной эстетике протеза.

Например, фирма TAG Heuer отличилась демонстрацией протеза в стиле хай-тек, автором которого является корейский дизайнер Гу Хо Син. При его производстве использовались материалы высшего качества: коленный модуль выполнен из углеродного волокна с применением также стали и титана. Стопа имеет противоскользящее резиновое покрытие, это позволяет использовать протез вообще без обуви, что очень удобно.

Еще один пример того, что можно назвать «модным протезом ноги» — концепт Nike Air Jordan, выполненный в духе марки спортивной обуви Nike. К сожалению, при всей привлекательности, это всего лишь виртуальный продукт, идею которого предложил дизайнер Колин Матско.

Другой подобный концептуальный дизайн разработала Джоанна Хоули – как и в предыдущем случае, задача стояла создать эстетически привлекательный внешний вид искусственной конечности, с применением современных материалов, но без попытки замаскировать результат под настоящую ногу. Как ни странно может показаться, но наиболее сложной частью ноги для воспроизведения по функциональности является ступня. В основе современного протезирования ступней лежит сложная гидравлика, имитирующая основные положения, которые принимает стопа при ходьбе, стоянии, поворотах и даже танцевальных движениях.

Группа ученых-иследователей из Массачусетского технологического института и университета Брауна представила на всеобщее обозрение самую первую роботизированную ступню. Данная модель способна двигаться, используя сухожилиеподобную пружину и электрический двигатель.

Не столь давно студентом Мичиганского Университета (сейчас является ассоциированным научным сотрудником Технологического Университета Делфта (Нидерланды) был разработан протез ступни, экономящий силу при ходьбе. Этот протез отличается от других традиционных конструкций тем, что он более легкий и комфортный в эксплуатации, а от современных биомеханических протезов — отсутствием внешнего источника питания и каких-либо силовых приводов.

А первым в мире интеллектуальным протезом ступни, поступившим в розничную продажу, стал Proprio Foot — протез который способен "думать и действовать сам". Официальными разработчиками данного протеза являются компания из Исландии Össur и канадская фирма Dynastream Innovations. Стоимость Proprio Foot составляет примерно $9000. Данный протез способен на промежутке 15 шагов вычислить особенности походки и нагрузку его владельца, максимально точно запомнить «стиль хозяина» и в дальнейшем подстраиваться под него. Основное отличие данного протеза от других в том, что его разработчики не делали ставку на датчики, которые считывают сигналы мозга, а сконструировали удачный компьютер, отслеживающий фактические движения тела и предсказывающий дальнейшее поведение.

Протезы рук

Протезирование рук возможно с помощью двух принципиальных типов устройств: механических и биоэлектрических. Механические — протезы, как правило, максимально приближенные к внешнему виду руки, что позволяет человеку не выделяться из толпы. В некоторых случаях протез способен к захвату и удерживанию предметов с помощью бандажей, которые закрепляются к плечу, а при потребности кисть может заменяться на крюк (конечно, не такой, как в фильмах про пиратов, а более функциональный).

Несмотря на то, что механические протезы существуют уже не одно столетие, предел их функциональности, похоже, давно достигнут. Поэтому дальнейшее развитие связано с биоэлектрическими протезами. Такие механизмы имеют в своей конструкции электроды, считывающие ток, вырабатываемый мускулами при их сокращении. Затем эти данные передаются на микропроцессор, который посредством команд моторам приводит протез в действие. Протез выполняет функции вращения кистью, захвата и удержания предметов. При этом биоэлектрический протез позволяет пользоваться такими миниатюрными вещами, как шариковая ручка, ложка, вилка и т.д.

Протез руки i-LIMB Hand, созданный компанией Touch Bionics, является последним достижением в кибермедицине. Управление им осуществляется интуитивной системой, в основе которой лежит миоэлектрическая технология – сенсор в виде металлической пластинки, соприкасающейся с кожей, улавливает нервные импульсы от мышц. Благодаря встроенным миниатюрным электромоторам I-Limb способен имитировать множество функций, присущих человеческой руке.

В своих продуктах Touch Bionics не обделила и тех пользователей, которые не желают скрывать искусственную сущность конечности и выглядеть подобно Терминатору. Специально для таких желающих был разработан вариант протеза в «прозрачной упаковке», через которую видна вся начинка устройства. Спрос на такое исполнение обеспечивают, в основном, мужчины, причем в первую очередь – военные. В то же время и косметическое покрытие i-Limb впечатляет: попробуйте угадать по фото, какая из рук – искусственная.

В области технологии создания искуственных рук трудно не отметить и сверхсовременный протез Luke Arm, созданный Майклом Голдфарбом из Университета Вандербильта и компанией Deka Research. О нем можно почти буквально сказать: «Не протез, а бомба», так как в качестве привода для него используется компактный однокомпонентный … ракетный двигатель, аналогичный по конструкции ранее использовавшимся на космических шаттлах. В качестве топлива применяется перекись водорода: под воздействием катализатора топливо нагревается и выделяющийся в процессе пар открывает и закрывает клапаны, которые соединены с суставами протеза. Вся эта конструкция заменяет аккумуляторы и электромоторы. Название же Luke Arm было дано в честь Люка Скайуокера из «Звездных войн» (как известно, по сюжету Люк теряет руку в одном из фильмов серии).

С точки зрения научно-технологического уровня бионической руке Luke Arm не уступает SmartHand, разработанный группой ученых из шести стран (Швеция, Дания, Италия, Исландия, Ирландия, Израиль). Как и в большинстве других конструкций, для управления SmartHand используются нервные окончаний в культе ампутированной руки. Однако, данный протез уникален тем, что способен имитировать не только движения руки человека, но и воспроизводить ощущения от прикосновения к обьекту. Все это реализуется с помощью четырех электродвигателей и 40 датчиков, которые активируются при прикосновенни искуственными пальцами к обьекту. Первая операция, позволившая пациенту не только пользоваться данным протезом, но и чувствовать кончиками пальцев, была проведена в 2009 году в Тель-Авивском университе.

Судя по всему, британских ученых на создание конструкции протеза также натолкнул фильм «Звездные войны». Они разработали технологию прикрепления к человеческому скелету металлических протезов (пальцы, руки, ноги). При этом им удалось срастить металлические структуры с живой материей с помощью специально выращенных человеческих тканей. Годовые испытания на людях-добровольцах показали, что протез данного вида хорошо приживается, не отторгается организмом, а очевидным преимуществом является то, что его не нужно снимать и он не нуждается в гильзе, таким образом будучи гораздо лучше связан с телом.

Одной из последних разработок стал миоэлектрический протез руки BeBionic, который способен вращаться на 135 градусов и производить сгибание до 35 градусов. Как и у большинства современных протезов, возможности BeBionic максимально приближаются к естественным движением руки человека. Управление осуществляется микропроцессором, преобразующим в команды для электродвигателя сигналы от датчиков, распознающих движения сохранившихся мышц культи. Еще один плюс BeBionic — специальное программное обеспечение позволяет осуществлять различные виды захватов предметов и регулировать степень сжатия пальцев.

Создатели роботизированных протезов конечностей, иногда задумываются и о дизайне продукции, который радикально ломает стереотипы. Как и прочие, этот концептуальный протез “Immaculate” авторства дизайнера Ганса Александра Хусклеппа (Hans Alexander Huseklepp) непосредственно связан с нервной системой пользователя. Суставы построены так, чтобы обеспечить максимальную степень свободы — шарнирные элементы позволяют с легкостью осуществлять движения даже в более широких пределах, чем здоровая рука. Но в первую очередь “Immaculate” выделяется достаточно странным видом и позиционируется скорее, как аксессуар для людей, которые хотят выделиться и не скрывают факт потери конечности. Определенная логика в этом есть, ведь, например, очки, также выполняя реабилитационную функцию и будучи весьма заметными (и тем самым очевидно информируя окружающих, что у их хозяина плохое зрение), при этом стараются сделать внешне максимально эстетичными и подходящими к стилю владельца. В таком случае и протез конечности вполне может стать «аксессуаром», раз уж его наличие необходимо.

В качестве отдельного примера, пожалуй, наивысшего достижения на сегодняшний день — один из самых дорогих протезов мира. Это бионический протез руки, стоимость которого составляет порядка 6 миллионов долларов. Владелец данного протеза при его использовании может вращать им на 360 градусов, поворачивать кисть, а также ощущать прикосновения, кончиками пальцев различать структуру поверхности и даже температуру объекта. Все это достигается с помощью нейроинтерфейса — этот метод дает значительно большую полноту ощущений и возможностей управления в сравнении с использованием датчиков в более доступных миоэлектрических протезах. Авторы проекта – лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса, а финансирование поступает от небезывестного агенства DARPA, научного подразделения Пентагона.

Технологии улучшают качество жизни

Много кто из нас смотрит фантастические фильмы, в которых оживляют мертвых, внедряют в организм инородные тела, восстанавливают конечности — и стоит признать, что все это начинает обретать реальные черты, уже на нынешнем этапе развития цивилизации мы приближаемся к реализации того, что еще недавно казалось просто авторским воображением писателя или сценариста.

Являясь непосредственным потребителем продукции данного направления, я могу сказать с уверенностью, что при наличии протезов описанного технологического уровня, можно практически забыть о своих недостатках; о том, чего уже нет… Более того, во многих случаях, используя протезы нового поколения, человек сможет получить даже более обширные возможности, нежели от своей естественной руки или ноги. Минус только в том, что приобрести их (как минимум на раннем этапе внедрения) могут только избранные, ведь далеко не каждый смертный может так просто оплатить подобное устройство. Скажем, с ценой в $10000 за стопу еще можно смириться, а вот протез руки со стоимостью, начинающейся от $100000, заставит задуматься о том, где найти на него средства, не только жителей развивающихся стран.

Проанализировав новые разработки в сфере производства протезов и узнав о том, какие буквально чудо-протезы уже создали ученые и инженеры из разных стран, можно сделать заключение, что человек уже не так и далек от киборгов из научной фантастики: недостает “деталей” в организме – достроим, а если еще “вставить в мозги электроды” – то будет даже лучше прежнего. По результатам социологического опроса в Германии, проведённого немецкой ассоциацией IT-компаний BITKOM, выяснилось, что каждый четвертый немец согласен на то, чтобы ему в организм внедрили микрочип (часть опрошенных готова пойти на такое, в случае, если внедренный чип помимо всего будет еще нести и информацию о здоровье и личных данных человека).

В свою очередь, с каждым новым достижением в этой отрасли, люди, лишившиеся конечностей, обретают новую надежду на возвращение к нормальной жизни. Жаль только, что пока большая часть этих изобретений существуют только в виде лабораторных образцов, а если и за пределами научных институтов, то далеко не всем по карману. Так что пока всё, что остается – это надеяться на то, что когда продукция нового поколения поступит в более массовое производство, то и цена не будет такой сногсшибательной. Ведь если рассмотреть вопрос ближе, то, по большому счету, комплектующие даже самого технологичного протеза не слишком дорогие, их себестоимость находится в пределах пары тысяч долларов – а заявленную высокую цену определяет в первую очередь интеллектуальная собственность: не каждому дано все это разработать, соединить вместе и «дать жизнь» искусственной конечности, близкой по функциональности к заменяемому органу.

itc.ua

Как работают современные электрические протезы

Электрические протезы являются самыми актуальными и перспективными моделями искусственных конечностей. В Сети можно встретить немало многообещающих, а порой, даже нереальных видео, на которых пациенты ловко управляются с протезами, ничем не отличающимися от настоящих рук и ног. В реальности же все обстоит несколько иначе: да, такие протезы имеют место быть, мало того, единицы добровольцев уже успели испытать их в действии и улучшить качество своей жизни. Но говорить о серийном производстве и общедоступности протезов, обладающих возможностью двигать пальцами, осязанием и прочими функциями, еще очень рано.

Получается, что современному потребителю нужно искать альтернативные модификации, лучшими из которых по–прежнему остаются электрические протезы. Среди имеющегося ассортимента отдельного внимания заслуживает продукция следующих производителей и торговых марок:

1. OTTO BOCK. Это один из наиболее масштабных и старых европейских концернов, специализирующихся на выпуске разнотипных механических, косметических и электрических протезов ног и рук, кресел и колясок для инвалидов, ортопедических бандажей и многочисленных приспособлений и комплектующих, важных для полноценного использования ортопедической техники в целом. Именно этот концерн изобрел и выпустил в мир самый популярный, простой, бюджетный и надежный протез кисти руки, который известен как SensorHand. Вот уже более трех десятков лет это изделие не претерпевает никаких изменений, и по-прежнему пользуется неизменным спросом.

2. Touch Bionics – это еще одна компания по выпуску протезов, производственные мощности которой расположены в Шотландии. В ее ассортименте преобладают бионические и сложные косметические протезы, которые используются с целью компенсации утерянных пальцев и конечностей. Непосредственным конкурентом Touch Bionics стала RSLSteeper, поскольку обе организации занимаются изготовлением и продажей весьма схожих модификаций протезов, известных под названиями i-LIMB и BeBionic. Если проводить аналогию между SensorHand и перечисленными изделиями шотландского происхождения, можно отметить меньшую функциональность «сенсорной руки», ее иную цену и бесхитростную конструкцию. Занятен тот факт, что и Touch Bionics, и тот же RSLSteeper активно пользуются запчастями OTTO BOCK.

При мимолетном взгляде на протезы описанных выше производителей, складывается устойчивое мнение, что в процессе использования они ничем не хуже живой конечности. На самом деле, все не так радужно. Главная проблема заключается даже не в конструктивных нюансах бионических пальцев или кистей, а в сложности снятия показаний о намериниях пользователя. Все виды протезов, которые выпускает OTTO BOCK или RSLSteeper, основаны на мио-электродах– приборах, которые фиксируют перемены в электрическом потенциале кожи человека.

На практике это работает так: человек напрягает мышцу, что приводит к росту электрического потенциала. Все происходящие перемены улавливаются чувствительным датчиком, и он начинает передавать соответствующий сигнал искусственной руке. Сами датчики не вживляются под кожные покровы, но очень плотно соприкасаются с кожей. Недостаток бионических протезов заключается в том, что датчики наделены способностью распознавать момент напряжения бицепса или трицепса, а не поворот кисти или манипуляции отдельными пальцами.«Странно», подумаете вы, ведь на видео из Интернета пользователи бионических протезов лихо сжимают кулаки, держат в руке куриное яйцо и запросто берут щепотку соли собранными пальцами. Как они это делают? Управление протезами сводится к подачи только двух сигналов: напрягаем бицепс – ладонь закрывается; напрягаем трицепс – ладонь раскрывается. Комбинируя эти сигналы, можно запрограммировать различные действия.Протезы типа i-LIMB и BeBionic оснащены внутренним чипом, который хранит в своей памяти стандартные и чаще всего используемые виды сжатия ладони. Применяя конкретную комбинацию импульсов, человек может переключать режимы сжатия.Подытоживая все это, можно сказать следующее: электрические протезы – это самый оптимальный вариант компенсации ампутированных конечностей, который только есть сегодня, и может быть доступен широкому кругу потребителей. К отрицательным сторонам подобного решения проблемы стоит отнести:• высокую цену изделий;• низкую скорость работы;• трудности с управлением;• малую силу сжатия;• дорогое обслуживание;• восприимчивость к электромагнитным полям;• зависимость от температуры окружающей среды и заряда аккумуляторов.

Более подробно о протезах можете прочитать на сайте человека, который активно использует бионические протезы: http://helpdenis.ru/

myotriton.com

ПРОТЕЗИРОВАНИЕ КОНЕЧНОСТЕЙ – ПРОТЕЗЫ ВЕРХНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

xda.su Протезирование конечностей Протезирование конечностей – Протезы верхних конечностей

Протезирование — замена утраченных или необратимо повреждённых частей тела искусственными заменителями — протезами.

Современные протезы верхних конечностей могут иметь различную конструкцию — как чисто косметического характера, например, протезы фаланг пальцев, так и полнофункциональные протезы с источниками энергии и управляемые потенциалами действия мышц - т. н. биоэлектрические протезы.

Все протезы рук можно разделить на две основные группы - косметические (пассивные протезы) и функциональные (активные протезы).

Современные технологии достигли уровня, когда протез позволяет максимально обеспечить пациенту возможность самообслуживания, и в то же время компенсировать косметический дефект.

В зависимости от уровня ампутации выделяют: протезы пальцев, кисти, предплечья, плеча, а также протезы при вычленении руки в лучезапястном суставе.

ПРОТЕЗЫ КИСТИ И ПАЛЬЦЕВ РУКИ

Косметический протез пальцев обычно предназначен пациентам с травмой кисти. Такой протез бывает в виде эластичной детали из полимерного материала, которая имеет приемную полость. Она надевается на культю пальца или кисти и держится на ней за счет эластичности самого материала, из которого изготовлена. Хотя этот протез носит косметический характер, он позволяет обеспечить и некоторые функции — например, удерживать нетяжелые предметы.

Если человек лишается нескольких пальцев, ему может быть выполнено как косметическое протезирование, так и функциональное с восстановлением функции захвата.

Протезы кисти бывают двух видов.

Если пациенту произведена ампутация не всей кисти полностью, протез будет представлять собой муляж отсутствующей её части в перчатке, а сохранённые отдельные пальцы при этом будут выведены наружу. Таким образом рука приобретёт эстетичный вид. Никакой другой роли, помимо косметической такой протез, по сути, не играет.

Функциональное протезирование части кисти возможно, но тогда внешний дефект будет налицо. Такую конструкцию закрепляют на предплечье, и при помощи искусственного большого и среднего пальцев пользователь осуществляет захват предметов. Либо протез снабжается специальными насадками в виде крючка, кольца, зажимного инструмента и.т.д. По аналогичной схеме происходит протезирование при потере абсолютно всех пальцев кисти.

После вычленения верхней конечности в лучезапястном суставе остаётся довольно длинная и, с точки зрения протезирования, проблематичная культя. По мнению большинства специалистов в подобного рода ситуациях сложно использовать функциональные, в том числе и новейшие миоэлектрические, модели. Однако этот вопрос на современном этапе уже активно решается.

ПРОТЕЗЫ ПРЕДПЛЕЧЬЯ

Протезы предплечья могут быть косметическими, тяговыми, рабочими и биоэлектрическими. Каждый вид протеза имеет свои назначения.

Косметический протез предплечья

Косметический протез предплечья предназначен для восполнения эстетических свойств верхней конечности. Он не обладает никакой функциональностью и состоит из приемной гильзы и косметической кисти.

Активный тяговый протез предплечья

Этот протез применяется у пациентов после односторонней и двусторонней ампутации руки на уровне предплечья. Тяговый протез позволяет дать пациентам способность самим выполнять некоторые действия для самообслуживании, при работе (нетяжелой), для активного отдыха, а также одновременно с этим обеспечивает косметического эффект. Тяговый протез, как понятно из названия, управляется с помощью тяг.

Рабочий протез предплечья

Такой тип протезов изготавливается для пациентов, перенесших одностороннюю или двустороннюю ампутацию руки на уровне предплечья. Рабочий протез дает пациенту способность самому выполнять некоторые трудовые операции при помощи различных активных и пассивных насадок, которые устанавливаются в гильзоприемник протеза.

Биоэлектрические протезы предплечья

Биоэлектрические протезы обычно применяются у пациентов после односторонней или двусторонней ампутации. Движения таких протезов обычно осуществляется за счет электрических потенциалов при сокращении мышц (миотонические). Управление таким протезом осуществляется путем электрических контактов (или бесконтактных электронных устройств). При этом пациент только управляет протезом, а за силовые функции отвечают приводные устройства за счет внешнего источника энергии.

ПРОТЕЗЫ ПЛЕЧА

Косметический протез плеча

Как и протез предплечья, косметический протез плеча носить чисто эстетические функции. Он состоит из приемной гильзы, которая изготавливается индивидуально, искусственного локтя и кисти.

Активный тяговый протез плеча

Такой протез используется у пациентов после односторонней или двусторонней ампутации на уровне плеча. Тяговый протез позволяет пациентам самим выполнять некоторые действия, которые нужны для самообслуживания, на нетяжелой работе, для активного отдыха, и помимо прочего, обеспечивают косметического эффект. Тяговый протез, как понятно из названия, управляется с помощью тяг.

Рабочий протез плеча

Такой тип протезов изготавливается для пациентов, перенесших одностороннюю или двустороннюю ампутацию руки на уровне плеча. Рабочий протез плеча позволяет пациенту самому выполнять некоторые трудовые операции при помощи различных активных и пассивных насадок, которые устанавливаются в гильзоприемник протеза.

Культи плеча, согласно классификации, делят на короткие, средние и длинные в соответствии с верхней, средней и нижней его третей. Особую роль в протезировании при этом отводят локтевому шарниру, то есть искусственному суставу, позволяющему разгибать и сгибать руку. Наиболее распространён сейчас протез Руденко. Его тяговая конструкция даёт возможность восстановить функцию захвата предметов, в том числе и при пользовании столовыми приборами.

С функциональной и в то же время с косметической точки зрения особого внимания заслуживают миоэлектрические протезы, максимально приближенные по своим характеристикам к реальной, живой конечности. В частности немецкой компании Отто Бокк (Otto Bock) выпущена на мировой рынок модель «Dynamic arm». Это электрический локтевой шарнир, имеющий плавное управление и позволяющий своему пользователю осуществлять точные и аккуратные движения искусственной рукой с одинаковой скоростью разгибания и сгибания в локте. Работа по созданию подобных протезов достаточно активно ведётся и в других странах. Израильские учёные, к примеру, предложили свой вариант - чувствительный протез руки «SmartHand».

+7 (495) 50-254-50 - инновационные методы лечения

ОФОРМИТЬ ЗАЯВКУ на ЛЕЧЕНИЕ

xda.su

Чувствительный протез руки SmartHand

Протезирование конечностей при ампутации ¦ Чувствительный протез руки SmartHand

Биоадаптивный протез SmartHand - это искусственная верхняя конечность, которую пациент может ощущать, как свою реальную руку. Изобретение принадлежит группе разработчиков из инженерного отдела Тель-Авивского университета (Израиль) под руководством профессора Йоси Шахам-Диаманда (Yosi Shacham-Diamand). В сотрудничестве со своими коллегами из Евросоюза, они воплотили в жизнь методику создания протеза верхней конечности, в работе которого задействуются сохранившиеся нервные окончания, оставшиеся в культе ампутированной руки.

Устройство, именуемое «SmartHand» не только внешне напоминает руку обычного человека, оно позволяет вернуть больному после ампутации то, что до недавнего времени считалось невозможным - чувствительность в его верхней конечности.

В Швеции уже прошли клинические испытания опытных образцов данного изобретения, которые показали весьма обнадёживающие результаты. Первым пациентом, получившим такой протез, стал мужчина, которому потребовалось всего лишь несколько тренировок для того, чтобы привыкнуть к искусственной конечности и научиться пользоваться ею, причём не только для манипуляций по типу приёма пищи, но и для письма.

Кстати, система контроля над передачей чувствительных сигналов в устройстве SmartHand была протестирована как на потенциальных пользователях ею, то есть на людях с ампутированными верхними конечностями, так и на здоровых участниках эксперимента (контрольная группа) в условиях изменённого зрительного сигнала. Сделано это было при помощи лазерной указки и видеокамеры. Время захвата различных предметов и разжатия сомкнутых пальцев контролировалось датчиками с мышц.

Разработка SmartHand изначально направлена не только на восстановление функции утраченной конечности, но и на создание обратной связи с протезом за счёт стимуляции периферических нервных окончаний. По сути, речь идёт о том, чтобы сделать искусственную руку чувствительной для пользователя и не только частично вернуть функции руки, но и ликвидировать такую проблему, как фантомные боли. Ведь для лиц, утративших свои верхние конечности, последствия могут обернуться катастрофой: помимо того, что им пришлось лишиться очень сложного и важного двигательного механизма своего тела - руки, у них нередко страдает психика - снижается самооценка и искажается самосознание. К тому же, иногда у них бывают выматывающие фантомные боли. Всё это существенно ухудшает качество жизни.

Благодаря протезу SmartHand удалось добиться того, что мозг человека стал обрабатывать сигналы, полученные от искусственной руки, и воспринимать их как естественные афферентные импульсы. Достигается это за счёт специального нейронного интерфейса, в котором четыре десятка датчиков воспринимают информацию, поступающую с протеза, и передают её дальше на оставшиеся сохранные нервные окончания, расположенные на предплечье, плече, в плечевом поясе или на груди, а оттуда - в определённую соматосенсорную область в коре головного мозга. Таким образом, искусственная рука фактически возвращает чувствительность в утраченной верхней конечности.

По сути, проект SmartHand должен решить не только медицинские вопросы, подняв на абсолютно новый уровень процесс реабилитации лиц с утраченными верхними конечностями, он, кроме того, имеет огромнейшее социальное значение. Ведь руки человека в каком-то смысле определяют его сущность, благодаря их анатомическим и функциональным особенностям люди могут писать, рисовать, играть на пианино и т.д.

(495) 506-61-01 - где лучше протезировать конечности

ЗАПРОС в КЛИНИКУ

www.rusmedserv.com