Содержание
Протезы рук: виды и перспективы развития
До недавнего времени протезы прикреплялись к человеческому телу механически и не были связаны с нервной системой.
Они могли сгибаться в железных шарнирах, однако выполнение каждого движения владелец должен был регулировать вручную.
Целью ученых стала возможность управлять механическими конечностями с помощью силы мысли – так, как это происходит у обычных людей. Сделать это удалось, однако в первое время набор команд был ограниченным, поэтому мелкая моторика оставляла желать лучшего.
Сегодня специалисты в области робототехники обеспечили полную связь протезов с нервной системой их носителей.
В тот момент, когда человек без руки хочет пошевелить пальцем, мозг генерирует соответствующий сигнал, идущий по нервам к мышцам конечности. Импульс перехватывают специальные датчики, встроенные в протез, и не дают ему уйти «в пустоту». После анализа и обработки данных формируется команда управления роботизированной рукой.
Именно по этому пути шли и продолжают идти многочисленные научные группы, занимающиеся разработкой новейших функциональных протезов.
О том, какие виды протезов рук выпускаются сегодня и какими способами производители повышают надежность этих дорогостоящих устройств, читайте далее.
Итак, протезы рук представляют собой искусственные заменители поврежденных или отсутствующих верхних конечностей. Сам термин «протез» произошло от греческого слова prosthesis, которое переводится как «присоединение, прикрепление».
Прототипы современных многофункциональных устройств появились еще до нашей эры. Древние полководцы, потерявшие руки в боях, имитировали их присутствие деревянными или металлическими конструкциями.
С развитием механики стали появляться более совершенные заменители конечностей, которые могли двигаться.
В 19 веке существовали рабочие и косметические протезы. Первые позволяли людям с ограниченными возможностями выполнять определенные профессиональные действия. Они представляли собой кожаные бандажи с арматурой для крепления нужного инструмента.
Косметические протезы того времени не только имели внешний вид руки, но и позволяли производить достаточно сложные действия (например, писать).
В настоящее время сфера протезирование развивается огромными темпами. Разработчики современных реабилитационных устройств используют последние достижения робототехники, лучшие конструкционные и сервисные материалы.
Давно известно, что в процессе эксплуатации движущиеся механизмы подвержены износу, коррозии и другим неприятным моментам, которые способны повлиять на срок их службы. Протезы – не исключение.
Ранее при сборке и обслуживании этих устройств применялись стандартные пластичные смазки. Однако со временем стало ясно, что при ежедневной эксплуатации протезов смазки выдавливаются из зон трения, пачкают окружающие области и кожу человека. Это негигиенично, а самое главное, небезопасно, так как испарения некоторых материалов токсичны.
Сегодня на смену пластичным смазкам пришли современные высокотехнологичные покрытия. Они значительно улучшают характеристики протезов рук и при этом не наносят никакого вреда здоровью людей.
Покрытия наносятся спироидную зубчатую передачу привода. На деталях они формируют тонкий, но прочный композиционный слой, выравнивающий поверхности и увеличивающий тем самым их опорную площадь. Обработанные элементы имеют низкий коэффициент трения и защищены от коррозии, поэтому их износ минимален.
На фото ниже представлены детали привода протеза руки ДО и ПОСЛЕ нанесения отечественного твердосмазочного покрытия MODENGY 1014.
Для людей, утративших конечности вследствие несчастных случаев или болезней, установка протезов является важнейшим этапом социально-трудовой реабилитации.
Современный протез – не просто механическая замена утерянному органу, это уникальная часть тела, которая обеспечивает ему новые, невиданные ранее возможности.
В настоящее время наиболее распространены функциональные (активные) протезы. В отличие от косметических, выполняющих исключительно декоративную функцию, активные устройства позволяют их обладателям производить какие-либо действия.
По принципу работы функциональные протезы подразделяются на механические и бионические. Устройства могут иметь косметическую оболочку, имитирующую внешний вид руки, либо современный высокотехнологичный дизайн.
Активные механические протезы
Такие устройства не содержат какой-либо электроники и управляются усилиями различных отделов руки с помощью тяг. Благодаря простому принципу действия механические протезы могут устанавливаться с самого раннего возраста.
Сильная сторона тяговых устройств – возможность контролировать прилагаемую силу. Например, при выполнении хвата человек сам определяет степень сжатия предмета и скорость реакции. Когда искусственная конечность упирается в предмет и не может продолжать действия, ее обладатель чувствует сопротивление.
Активные тяговые протезы позволяют писать, зажигать спички, перемещать посильные грузы, плавать, играть в теннис и выполнять множество других операций.
Слабая сторона устройств этого типа – ограниченность силы хвата возможностями самого человека. Например, при недостаточном развитии лучезапястного или локтевого суставов управление тяговым протезом может быть затруднено.
Бионические протезы
Такие устройства являются самыми современными и многофункциональными заменителями верхних конечностей. Их также называют биоэлектрическими, или миотоническими.
Управление бионическим протезом осуществляется за счет сигналов, возникающих при сокращении мышц. Миодатчики, встроенные в культеприемную гильзу, улавливают их, а затем передают на микропроцессор кисти. Компьютерные алгоритмы преобразовывают информацию в двигательные команды – в результате протез выполняет определенный жест или хват.
В простые бионические аппараты встроены 2 мышечных датчика, которые регистрируют активность двух наиболее крупных мышц. С этим связаны некоторые неудобства при использовании таких протезов: иногда, чтобы выполнить одно движение, нужно отправить целый ряд повторяющихся команд. Только после этого происходит своеобразное переключение режимов.
Этого недостатка лишены высокотехнологичные бионические устройства. Встроенные банковские мини-таги, гибкие дисплеи, GSM-модули, различные режимы управления делают такие протезы больше похожими на мини-компьютеры.
Последние модели бионических аппаратов дают человеку возможность чувствовать тепло и давление посредством датчиков, сигнал от которых поступает в кожу культи.
Устройства функционально-косметического типа практически не отличаются от естественных конечностей по цвету и фактуре. На косметическую оболочку наносят родинки, вены и линии ладоней, ногти для большей правдоподобности выполняют из акрила.
Косметические протезы
Косметические протезы предназначены для воссоздания внешнего (физического) вид руки. Такие устройства (особенно заменители кисти) часто изготавливают из силикона как наиболее мягкого, упругого и естественно выглядящего материала.
Косметические протезы устанавливаются, как правило, временно – на период изготовления уникальной функциональной модели, которая подбирается индивидуально в каждом случае протезирования.
На российском рынке практически не производятся бионические протезы рук, вернее, они слабо введены в коммерческое использование из-за дороговизны.
Разработки и испытания ведут несколько отечественных компаний, которые в скором будущем надеются запустить свою продукцию на мировой рынок.
Свои стартапы ведет компания «Моторика», известная внедрением в федеральную программу обеспечения инвалидов техническими средствами реабилитации тяговых протезов для детей.
«Моторика» работает над миоэлектрическим протезом кисти Stradivary, установка которого не требует хирургического вмешательства. Поверхностные миодатчики встраиваются в приемную гильзу и касаются определенных мест в зоне мышц. Улавливая потенциал при их сокращении, они передают сигнал на раскрытие или закрытие кисти.
Основная проблема, с которой столкнулись специалисты «Моторики» при установке миоэлектрического протеза – слабо развитые мышцы предплечья. Тренировать их как раз помогают тяговые механические устройства, которые выпускает компания.
По мнению основателя «Моторики», существует два основных направления развития бионических протезов. Первое – это придание им чувствительности, то есть организация обратной связи, которая позволит владельцу устройства получать информацию о качествах объекта, к которому он прикасается.
Второе – вживление всех элементов, включая каркас и датчик. Даже самые современные протезы необходимо снимать на время сна или принятия ванны. После того, как разработчики добились соответствия протезов оригинальным конечностям по внешнему виду и функциям, осталось сделать их постоянной частью человеческого организма, не требующей дополнительного ухода.
Возврат к списку
Протезы кисти рук в Москве — бесплатное протезирование кистей
Заявка принята
Спасибо за заявку. Наш сотрудник свяжется с вами!
Закрыть окно
Все хорошо
Ваши данные успешно отправились. Мы вам перезвоним, чтобы согласовать время приема. А пока вы можете посмотреть инстаграм нашей компании.
Закрыть окно
При потере верхних конечностей в жизни человека происходят колоссальные изменения. То, что раньше казалось простым, оказывается новым и требует тщательного освоения. Пациентам хочется, чтобы протез был максимально функционален и надежен, приближен к настоящей руке.
Современные протезы кистей
Компания Салют Орто предлагает различные варианты, индивидуально подходит к каждому случаю протезирования, находя решение для каждого.
Современные протезы кистей состоят из:
- культеприемника,
- каркаса,
- перчатки.
К культе крепятся с помощью силиконовых чехлов и замка, бандажа или культеприемной гильзы.
Протезы кисти делятся на два вида:
Косметические
- Это протезы, которые выполняют в большей степени эстетическую функцию, а также ими можно удерживать небольшие легкие предметы от 4 до 6 кг.
- Чаще всего материалом изготовления служит силикон, который удобен в использовании и уходе.
- Для женщин протез изготавливается с акриловыми ногтями и имеет эстетичный вид.
Бионические
- Помогают совершать действия, присущие обычной руке, контролируют силу сжатия.
- Могут быть в косметической оболочке, имитирующей внешний вид руки, либо иметь современный технологический дизайн.
- Данные протезы помогают осуществлять различные действия.
Любой вид протеза вы можете получить бесплатно по индивидуальной программе реабилитации (ИПРА)
Дополнительную информацию можно получить при записи на консультацию – наши менеджеры ответят на все Ваши вопросы.
Как мы работаем
Первичная консультация
Первичный осмотр техником-ортопедом
Выбор типа протеза
Определение возможностей протезирования
Заключение договора
Выбор способа финансирования
Описание основных параметров протеза в договоре
Изготовление
Снятие слепка с культи
Создание удобной приемной гильзы
Проведение примерок и доведение протеза до совершенства
Протез готов
Финальный тест драйв
Выдача изделия
Подача документов в Фонд социального страхования
Отзывы наших клиентов
Деренуца Жанна Николаевна
Я очень довольна протезом, который мне изготовили ваши специалисты! Мне понравилось как меня обслужили. Безгранично благодарна вам за новый протез!
Игнатьева Ольга Яковлевна
Спасибо Вам большое! Честно, не ожидал такого теплого отношения к людям. Протезист – квалифицированный специалист. К каждому индивидуальный подход. Желаю Вам успехов и процветания! Ребята, Вы — молодцы! Ещё раз, спасибо!
Портнягин Иван Михайлович
Все отзывы
Узнайте, как получить протез бесплатно
Наши сотрудники проконсультируют и помогут собрать необходимый пакет документов для получения компенсации от государства
Ваше имя
Контактный телефон
В какое время вам позвонить?
Нажатием кнопки, я принимаю условия оферты по использованию сайта и согласен с Политикой конфиденциальности.
Варианты протезов пальцев и части кисти
Поиск на этом сайте в Google
Поиск в Google
Частичная потеря руки составляет около 90 процентов всех ампутаций верхних конечностей и может включать потерю одного или нескольких пальцев. Протезы для этого уровня отсутствия конечностей исторически представляли собой простые оппозиционные конструкции, в которых использовались движения оставшегося большого пальца или пальцев человека для захвата фиксированной протезной платформы. Тем не менее, ряд недавних технологических достижений привел к разработке более мелких и надежных компонентов, которые постоянно совершенствуют конструкции с силовым и электрическим приводом.
Как и в случае любой ампутации верхней конечности или разницы, существует шесть вариантов протезирования для частичной протезной реабилитации кисти:
- Без протеза
- Пассивный протез
- Протез с приводом от тела
- Протез с электроприводом
- Протез для конкретной деятельности
- Гибридный протез
Без протеза
Некоторые люди решают не носить протез, и мы уважаем это решение. Хотя это может быть экономически эффективным вариантом, важно учитывать возможность чрезмерного использования вашей звуковой стороны, что значительно увеличивает риск возникновения проблем с симметрией тела, выравниванием и осанкой. Прежде чем выбрать этот вариант, важно проконсультироваться с протезистом верхних конечностей.
Почему некоторые люди предпочитают не носить протез?
Пассивный частичный протез кисти
Пассивные протезы помогают выполнять функции в повседневной жизни, но не имеют активного захвата и освобождения. Пассивные варианты включают косметические копии пальцев, многопозиционные суставы пальцев и даже титановые пальцы с храповым механизмом (со сгибанием в обоих суставах) для обеспечения функционального улучшения. Для людей с ампутированными пальцами есть средние и тяжелые большие пальцы, которые можно зафиксировать в нужном положении для надежного захвата. В зависимости от личных предпочтений пассивный частичный протез руки может быть обработан различными способами: от уникальных и современных цветов или печатных рисунков до реалистичного силикона, который соответствует оттенку кожи пациента.
Устройства для пальцев и частичной ампутации кисти в действии
Частичный протез кисти с приводом от тела
Существует три типа протезов с приводом от тела для пациентов с частичной ампутацией кисти:
- Приводной сустав
- Тросовое управление
- Ручной
Протезы такого типа могут быть очень прочными и, как правило, иметь высокотехнологичный вид. Одним из самых больших функциональных преимуществ является то, что сила, прилагаемая протезом, напрямую контролируется с помощью запястья человека или оставшейся части его руки, что делает движение и контроль очень естественными.
Частичный протез руки с электроприводом
Пальцы с электроприводом имеют крошечные моторы внутри каждого пальца для создания движения. Они управляются с помощью чувствительных электродов или резисторов, которые обнаруживают движение мышц в оставшейся части руки или запястья. Величина усилия, прилагаемого электрическими пальцами, является переменной и контролируется пользователем, чтобы обеспечить соответствующую силу захвата в любой конкретной ситуации. Как и в случае с пассивными протезами, косметические перчатки доступны во многих различных оттенках кожи, а силиконовые перчатки могут быть изготовлены по индивидуальному заказу, чтобы точно соответствовать естественной руке человека.
Знакомство с миоэлектрическими протезами
Частичный протез руки для определенных видов деятельности
Протезы для конкретных видов деятельности предназначены для работы, занятий спортом и хобби, когда остаточная рука или общий протез могут быть повреждены или не будут работать должным образом. Наши протезисты и техники являются лучшими в мире в создании устройств для конкретных видов деятельности и помогли сотням людей с ампутированными конечностями достичь конкретных функциональных целей во всем, от поднятия тяжестей до езды на горном велосипеде или даже в тонкой обработке дерева.
Гибридный частичный протез кисти
Гибридный протез сочетает в себе элементы двух или более вариантов протеза с целью улучшения функциональных возможностей человека. Поскольку цели реабилитации каждого пациента уникальны, можно рассмотреть гибридное решение, чтобы гарантировать, что у них есть инструменты, необходимые для восстановления их функциональности.
Напишите нам
Copyright © Advanced Arm Dynamics, 2022. Все права защищены.
«Как будто у тебя снова есть рука»
Видео предоставлено Инженерной школой Мичиганского университета.
В рамках крупного прорыва в области управляемых разумом протезов для людей с ампутированными конечностями исследователи из Мичиганского университета перехватили слабые, скрытые сигналы от нервов руки и усилили их, чтобы обеспечить интуитивное управление роботизированной рукой в режиме реального времени на уровне пальцев.
Чтобы добиться этого, исследователи разработали способ укротить темпераментные нервные окончания, разделить толстые нервные пучки на более мелкие волокна, которые позволяют более точно контролировать и усиливать сигналы, поступающие по этим нервам. Подход включает крошечные мышечные трансплантаты и алгоритмы машинного обучения, заимствованные из области интерфейса мозг-машина.
«Это самый большой прогресс в управлении моторикой у людей с ампутациями за многие годы», — сказал Пол Седерна, доктор медицинских наук, профессор пластической хирургии Роберта Онила в Медицинской школе Университета Мексики и профессор биомедицинской инженерии.
«Мы разработали методику индивидуального управления протезами с помощью пальцев, используя нервы в культе пациента. С ее помощью мы смогли обеспечить одни из самых передовых методов управления протезами, которые когда-либо видел мир.»
Седерна возглавляет исследование вместе с Синди Честек, доктором философии, доцентом биомедицинской инженерии в Инженерном колледже UM. В новой статье, опубликованной в Science Translational Medicine , они описывают результаты четырех участников исследования, использующих руку Mobius Bionics LUKE.
Интуитивное управление протезом срабатывает с первого раза
«Можно заставить протез руки делать многое, но это не значит, что человек интуитивно им управляет. Разница в том, когда он работает с первого раза» попробуйте просто подумать об этом, и именно это предлагает наш подход», — сказал Честек. «Это сработало с самого первого раза, когда мы попробовали это. Участникам не нужно учиться. Все обучение происходит в наших алгоритмах. Это отличается от других подходов».
Хотя участникам исследования пока не разрешается брать руку домой, в лаборатории они могли брать блоки клещевым захватом; двигать большим пальцем в непрерывном движении, а не выбирать из двух положений; поднимать предметы сферической формы; и даже играть в версию «Камень, ножницы, бумага» под названием «Камень, бумага, плоскогубцы».
БОЛЬШЕ ИЗ ЛАБОРАТОРИИ: Подпишитесь на нашу еженедельную рассылку
«Как будто у вас снова есть рука», — сказал участник исследования Джо Гамильтон, который потерял руку в результате аварии с фейерверком в 2013 году. «Вы можете практически все. с этой рукой вы можете работать настоящей рукой. Это возвращает вас к ощущению нормальности».
Превращение крошечного мышечного трансплантата в усилитель нервного сигнала
Одно из самых больших препятствий в протезировании, управляемом разумом, — подключение к сильному и стабильному нервному сигналу для питания бионической конечности. Некоторые исследовательские группы, работающие в области интерфейса мозг-машина, доходят до первоисточника — мозга. Это необходимо при работе с парализованными людьми. Но это инвазивно и сопряжено с высоким риском.
Для людей с ампутациями периферические нервы — сеть, отходящая веером от головного и спинного мозга, — представляли интерес, но они еще не привели к долгосрочному решению по нескольким причинам: Нервные сигналы, которые они передают маленькие. И другие подходы к улавливанию этих сигналов включали зонды, которые подслушивали силой. Эти «гвозди в нервах», как их иногда называют исследователи, приводят к образованию рубцовой ткани, которая со временем затуманивает и без того слабый сигнал.
Команда U-M придумала лучший способ. Они обернули крошечные мышечные трансплантаты вокруг нервных окончаний на руках участников. Эти «регенеративные интерфейсы периферических нервов», или RPNI, предлагают разорванным нервам новую ткань, к которой можно прикрепиться. Это предотвращает рост нервных масс, называемых невромами, которые приводят к фантомным болям в конечностях. И нервов дает мегафон. Мышечные трансплантаты усиливают нервные сигналы. Двум пациентам были имплантированы электроды в их мышечные трансплантаты, и электроды могли записывать эти нервные сигналы и передавать их протезу руки в режиме реального времени.
«Насколько мне известно, мы наблюдали самое высокое напряжение, зарегистрированное на нерве, по сравнению со всеми предыдущими результатами», — сказал Честек. «В предыдущих подходах вы могли получить 5 микровольт или 50 микровольт — очень, очень маленькие сигналы. Мы видели первые милливольтовые сигналы. движение, отдельные пальцы. Это открывает совершенно новый мир для людей, пользующихся протезами верхних конечностей». 0003
И их интерфейс существует уже много лет. Другие деградируют в течение нескольких месяцев из-за рубцовой ткани.
Будущее исследований и производства протезов
Полученные данные также открывают новые возможности для этой области, сказал Честек, чей опыт заключается в алгоритмах машинного обучения в реальном времени для преобразования нейронных сигналов в намерение движения.
«Мы обнаружили, что теперь нервные сигналы достаточно хороши, чтобы применить весь мир вещей, которые мы узнали из алгоритмов управления мозгом, к управлению нервами», — сказала она.
Этот подход генерирует сигналы для более тонких движений, чем те, на которые способны современные протезы рук.
«Другие исследовательские группы также внесли свой вклад в это, но мы превзошли возможности протезов рук, которые доступны в настоящее время. Я думаю, что это сильный стимул для дальнейших разработок компаний, производящих протезы рук», — сказал Филип Ву, исследователь. научный сотрудник в области биомедицинской инженерии и первый автор статьи.
Клинические испытания продолжаются. Команда ищет участников.
«Столько раз то, что мы делаем в исследовательской лаборатории, добавляет знания в поле, но у вас никогда не будет возможности увидеть, как это влияет на человека», — сказала Седерна. «Когда ты можешь сидеть и смотреть, как один человек с протезом делает то, что было немыслимо 10 лет назад, это так приятно. Я так рад за наших участников, и еще больше рад за всех людей в будущем, что это будет помощь.»
Честек добавил: «Это будет далеко отсюда, но мы не собираемся прекращать работу над этим, пока не сможем полностью восстановить нормальные движения рук. Это мечта нейропротезов».
Исследование финансируется DARPA и Национальным институтом здравоохранения.
Цитируемая статья: «Регенеративный интерфейс периферических нервов позволяет в реальном времени управлять искусственной рукой у пациентов с ампутированными конечностями», Science Translational Medicine .