Компания «Орто-Космос» много лет занимается протезированием верхних конечностей, предлагая своим пациентам от простых косметических, специализированных протезов для определенных видов деятельности до самых совершенных бионических рабочих протезов руки с наиболее сложным программируемым «поведением».По способу крепления к культе конечности:

• с помощью силиконового чехла и замка;
• с помощью анатомической формы приёмной гильзы;
• с помощью ремней (бандажа).

Бионические протезы

Обратите внимание!

• Обычные биоэлектрические протезы делают хват в щепоть. Это основное движение, но его не всегда бывает достаточно.
• Высокофункциональные протезы могут делать различные хваты. Для этого используется два миодатчика, воспринимающих активность двух самых крупных мышц руки. Чтобы выбрать нужный жест, пациент посылает протезу несколько последовательно повторяющихся команд — они служат для переключения режимов методом перебора. После тренировки протез становится действительным продолжением руки, человек пользуется им инстинктивно, осуществляя разные виды хватов не задумываясь.

Бионические протезы для рук повышают качество жизни пациентов. Людям становятся доступны такие сложные действия как рисование, работа с клавиатурой, завязывание шнурков, приготовление еды и многие другие. Бионические протезы последнего поколения способны осуществлять движения пальцами.К примеру, кисть Touch Bionic компании Ossur выполняет функционал, приближенный к действиям настоящей руки, так как каждый палец снабжен отдельным электродвигателем. Пациент может выбрать от двенадцати вариантов схватов кисти. Помочь установить индивидуальные скорость реакции и силу захвата поможет ваш техник-протезист.

Это позволяет комфортно работать даже с очень хрупкими предметами, например, брать куриное яйцо.Плюсы: инновационный технологичный вид, использование для всех основных видов бытовой деятельности.Минусы: высокая стоимость, неестественный внешний вид.

Рабочие протезы

Рабочий протез совсем не похож на обычную руку. Он оснащён адаптером для установки различных насадок, что позволяет активно использовать верхнюю конечность для работы. К протезу можно прикрепить насадки для письма, столовых приборов, рисования, печати, шитья. Есть захваты для молотка, ключей, ножниц и других инструментов.Плюсы: недорогая конструкция, большой функционал.Минусы: неестественный внешний вид, необходимость приобретать насадки под каждый вид деятельности и менять их во время работы.

Активные механические протезы

Активные (или «тяговые») — позволяют искусственной кисти сжиматься, за счет тяг, чтобы удерживать различные предметы. Действие происходит с помощью механической тяги (при движении противоположного плеча натягивается или ослабевает тросик). Простой и надежный механизм позволяет контролировать силу и скорость хвата.

При достаточной практике человек осваивает достаточно тонкие движения: может писать ручкой, пользоваться столовыми приборами, печатать, нести сумку, зажигать спички.

Тяговые протезы можно устанавливать детям с 8-ми лет. Постоянная тренировка мышц плеча и предплечья впоследствии помогает сформировать культю и быстрее привыкнуть к более совершенному бионическому протезу.Плюсы: простой механизм, лёгкий в обслуживании, точность движений при выполнении некоторых тонких работ.Минусы: использование тягового бандажа (может натирать), необходимость бережного отношения к оболочке протеза и её периодической замены.

Косметические протезы

Косметический протез максимально приближен к естественному внешнему виду настоящей руки, однако совершенно нефункционален. Что-то сложное сделать с его помощью не получится (например, застегнуть куртку). Протез состоит из четырех частей: культеприемника, несущей гильзы, каркаса кисти и оболочки (перчатки). Оболочка изготавливается из ПВХ или силикона, в тон кожи пациента. Для большей достоверности могут наноситься изображения родинок, вен, складок, линий ладони. Есть возможность изготовить протез с ногтями из акрила, которые максимально приближены к настоящим.Плюсы: относительно небольшая цена, имитирует здоровую руку, рука выглядит естественно — не привлекает внимания окружающих.Минусы: невозможность выполнения каких-либо действий, необходимость бережного отношения к оболочке протеза и её периодической замены.

Подведём итоги

Для полной адаптации в социальной среде, пациенту рекомендуется иметь три вида протеза:

• косметический;
• рабочий;
• активный: тяговый или внешний источник (бионический).

Бионический протез руки в повседневной жизни

Кисть I-limb quantum от компании OSSUR сочетает в себе функциональность и стильный дизайн. Кисть управляется жестами за счет запатентованной технологии i-mo и является первой кистью, которая может менять вид cхвата при помощи простого жеста. Протез кисти i-limb quantum изготавливают в трех размерах.

Кисть I-limb quantum имеет ряд запрограммированных движений. Пользователь сам решает, какие движения ему необходимы в повседневной жизни и активирует их, кроме того он может отрегулировать скорость перемещения пальцев при раскрытии и закрытии кисти.

Моторизированное отведение-приведение большого пальца повышает управляемость протеза. Контроль за движениями руки и силой cхвата улучшается с практикой использования протеза.

Запястье искусственной кисти обладает хорошей гибкостью, что обеспечивает естественность движений.

В комплекте с протезом компания Touch Bionics предлагает пациентам силиконовое покрытие для протеза руки. Цвет кожаного покрытия можно подобрать из 10 представленных оттенков.

Информация об изделии

I-limb digits – единственный протез кисти в мире с внешним источником энергии, применяемый при частичной ампутации пальцев. Уникальный протез разработала британская компания Touch Bionics. Протез кисти I-limb digits изготавливается индивидуально под каждого пациента.

С помощью I-limb digits можно протезировать от одного до пяти отсутствующих пальцев. Искусственные пальцы приводятся в движение электрическими импульсами от мышц культи. Компьютер с управлением размещается прямо на роборуке. Кисть управляется при помощи простых жестов за счет запатентованной технологии i-mo. Жесты и схваты пальцев программируются под решение различных задач.

Информация об изделии

Кисть Michelangelo от немецкой компании OttoBock выглядит естественно. Специально разработанные материалы имитируют кости, суставы, мышцы и сухожилия. Пальцы, изготовленные из комбинации мягких и твердых материалов, внешне и на ощупь напоминают настоящие.

Лучезапястный шарнир кисти Michelangelo позволяет выполнять сгибание, разгибание и вращение искусственной ладони. Такая гибкость протеза делает движения более гармоничными. При движении кисти активно задействованы большой, указательный и средний пальцы, безымянный палец и мизинец пассивно следуют вместе с ними. Большой палец двигается в двух плоскостях.

Информация об изделии

Системные электрокисти MYOBOCK от немецкой компании OttoBock отличает высокая надежность. Эти кисти обеспечивают крепкий схват предметов при активных движениях большого, указательного и среднего пальцев. Выпускаемые кисти варьируют по скорости движения пальцев и управляемости.

Есть кисти для детей, позволяющие изготовить протез с внешним источником энергии для ребенка начиная с 1,5 – 2 лет.

Как и другие кисти протезов с внешним источником энергии, системные электрокисти MYOBOCK могут поворачиваться относительно гильзы либо пассивно, другой рукой, либо при помощи электрического ротатора.

Системные кисти подходят для изготовления протезов верхней конечности при любом уровне ампутации, за исключением частичной ампутации кисти.

Информация об изделии

Для выполнения различных работ нередко оказывается удобен системный электросхват немецкой компании OttoBock.

Этот аппарат не похож внешне на человеческую кисть, но позволяет выполнять действия любой сложности, от грубых до требующих скрупулезной точности.

С помощью электросхвата можно переносить тяжелые предметы, подстригать деревья или, к примеру, заниматься монтажом электронной аппаратуры.

Информация об изделии

ОТЗЫВЫЮлия ЛукьяноваМне 30 лет, родилась и живу в Ростове-на-Дону. Работаю в крупной коммерческой организации на хорошей должности, воспитываю дочь, занимаюсь спортом, обожаю путешествовать.

Авария на железной дороге произошла, когда мне было почти тринадцать. Был теплый весенний день, я гуляла в компании подруг около реки, где и проходила роковая для меня железная дорога.

Когда мне сообщили итог аварии – ампутацию…

Роман Федяев

Дмитрий ЛисовДмитрий Лисов, капитан паралимпийской сборной по следж-хоккею, протезируется в компании «Орто-Космос» с 2008 года.  Прямо во время игр в Сочи Дмитрий тестировал электронный сверхбыстрый протез третьего поколения компании OSSUR – остался доволен. А после Игр Министерство социальной защиты населения Московской области одобрило спортсмену оплату дорогостоящего протеза.

Потерявшая руку женщина получила один из самых совершенных бионических протезов в мире

Мелисса Лумис (Melissa Loomis), проживающая в Кантоне (Огайо, США), потеряла руку в 2015 году. Ее покусал енот, и, хотя повреждения были не слишком сильными, инфекция, попавшая в рану, привела к сильному заражению. Очаг заражения находился в предплечье, которое пришлось ампутировать, поскольку под угрозой была сама жизнь пациентки. Сейчас Мелисса получила новую конечность. Она чувствует свою ладонь и четыре из пяти пальцев. Кроме того, она может двигать правой рукой и совершать вращательные движения запястьем и пальцами. Но все же отличия новой и старой руки очень велики. Дело в том, что ее новая рука — искусственная. Американка стала добровольным участником испытаний бионического протеза руки нового типа почти сразу после потери собственной конечности. Для того, чтобы протезом можно было управлять, медикам пришлось провести 16-часовую операцию, в ходе которой была проведена реиннервация мышц плеча и восстановление чувствительности. Благодаря этому пациентка получила возможность управлять своим протезом при помощи мысли. Глава проекта Аджай Сет (Ajay Seth) считал, что первые результаты можно будет видеть спустя 4-8 месяцев после операции. Но все произошло гораздо быстрее. Лумис стала ощущать свою отсутствующую руку спустя всего шесть недель. Когда доктор Сет просил ее вообразить, что она двигает запястьем, врачи видели, что мускулы плеча напрягаются и работают так же, как это происходит при движении запястья руки человека. После этого врач нарисовал продолжение руки Лумис, показав, где могут находиться пальцы в данный момент. И когда он прикасался к нарисованному пальцу, Лумис ощущала это прикосновение. В общем-то, медикам очень давно известно о таком явлении, как «фантомная конечность». Многие люди, у которых отрезали руку или ногу, иногда ощущают свои конечности спустя многие месяцы или даже годы после операции. Ряд пациентов жалуются на «фантомные боли», когда нестерпимо болит, например, отсутствующая ладонь или сильно чешется ступня, отрезанная годы назад. Все это мучает пациентов, и врачи в таких случаях проводят операции на нервных окончаниях остатка конечности, чтобы избавить человека от ложных ощущений.

В случае Лумис ощущать свою отсутствующую конечность было жизненно важно. Без этого она никогда не смогла бы управлять бионическим протезом, созданным в рамках проекта Modular Prosthetic Limb, спонсируемого DARPA. Протез создан специалистами Университета Джонса Хопкинса.

Сам протез состоит из двух частей. Это приемопередатчик, присоединенный к нервным окончаниям плеча женщины и сам протез с приемником сигналов. Как только Лумис решает пошевелить конечностью, приёмник улавливает сигналы в нервных окончаниях, декодирует их и передает в протез. Бионический протез реагирует соответствующим образом, активизируя тот либо иной сервопривод системы. Результат — искусственная рука двигается. Плюс ко всему, Лумис чувствует 4 из 5 пальцев своей искусственной руки и саму «ладонь», о чем уже говорилось выше. Создание бионического протеза такого типа — непростая и дорогостоящая задача. Доктору Сету пришлось провести ряд переговоров с представителями различных организаций, прежде, чем DARPA согласилась начать работу с ним.

В этом месяце Лумис опробовала свой протез впервые, и ей удалось добиться впечатляющих успехов в управлении этой системой. В ее плече установлено около 100 различных контактов, соединяющих нервные окончания с приемопередатчиком и несколько температурных сенсоров.

К сожалению, текущий протез неидеален, поскольку до создания полноценного интерфейса связи «человек-машина» еще далеко — это очень сложная задача.

Но специалистам удалось решить огромное количество вопросов, связанных с подключением электронно-механической системы к телу человека и создать ряд новых конструкционных решений.

Согласно информации, размещенной на сайте разработчика, такой протез способен выполнять почти все движения руки человека.MPL (Modular Prosthetic Limb) — сложнейшая система. Сейчас, кроме Лумис, испытывается еще шесть схожих систем, и четыре находятся в разработке.Особенности протеза:

• Антропоморфный дизайн и принцип работы;
• Схожие с рукой человека характеристики (масса, развиваемое усилие и т.п.);
• Высокая точность работы — позиционирование, охват предметов;
• Нейроинтерфейс для управления системой;
• Возможность чувствовать структуру предмета, к которому дотрагивается протез и температуру этого предмета.

Сенсоры на кончиках «пальцев» способны оценивать усилие при обхвате объекта. Цвет/ Тип датчика/сенсора Количество

Основные требования к протезу следующие:

• Антропоморфный дизайн;
• Надежность крепления системы к телу человека;
• Возможность производства копий протеза;
• Оптимальный вес, сравнимый с весом соответствующей конечности или ее части;
• Высокая энергоэффективность;
• Ремонтопригодность;
• Поддержка сенсоров;
• Возможность передачи информации о структуре поверхности, к которой дотрагивается протез, ощущение вибрации (если она есть), температуры поверхности.

Есть два варианта рабочей кисти протеза — полностью функциональный, но сильно отличающийся от внешнего вида обычной кисти человека (такой протез дешевле). И такой же функциональный протез, копирующий внешний вид кисти, включая цвет. Modular Prosthetic Limb — это одна из наиболее совершенных систем такого типа. Дело в том, что ученым удалось задействовать каждый нерв плеча, ответственный за осязание. Эти нервные окончания были соединены с интерфейсом протеза. Пальцы MPL оснащены датчиками прикосновения и температурными сенсорами. Связь протеза с рукой двухсторонняя — то есть при касании протеза к предмету женщина может чувствовать прикосновение, ощущать структуру поверхности, плюс чувствовать тепло или холод.«Мы близки к тому, чтобы Лумис стала обладательницей наиболее технически продвинутого протеза в стране, а вскоре — и во всем мире», — говорит Сет. И похоже, это действительно так.

Почти идеальный протез руки

Мелисса Лумис (Melissa Loomis), проживающая в Кантоне (Огайо, США), потеряла руку в 2015 году. Ее покусал енот, и, хотя повреждения были не слишком сильными, инфекция, попавшая в рану, привела к сильному заражению. Очаг заражения находился в предплечье, которое пришлось ампутировать, поскольку под угрозой была сама жизнь пациентки.

Сейчас Мелисса получила новую конечность. Она чувствует свою ладонь и четыре из пяти пальцев. Кроме того, она может двигать правой рукой и совершать вращательные движения запястьем и пальцами. Но все же отличия новой и старой руки очень велики. Дело в том, что ее новая рука – искусственная.

Американка стала добровольным участником испытаний бионического протеза руки нового типа почти сразу после потери собственной конечности.

Для того, чтобы протезом можно было управлять, медикам пришлось провести 16-часовую операцию, в ходе которой была проведена реиннервация мышц плеча и восстановление чувствительности.

Благодаря этому пациентка получила возможность управлять своим протезом при помощи мысли.

Глава проекта Аджай Сет (Ajay Seth) считал, что первые результаты можно будет видеть спустя 4-8 месяцев после операции. Но все произошло гораздо быстрее.

Лумис стала ощущать свою отсутствующую руку спустя всего шесть недель.

Когда доктор Сет просил ее вообразить, что она двигает запястьем, врачи видели, что мускулы плеча напрягаются и работают так же, как это происходит при движении запястья руки человека.

Многие люди, у которых отрезали руку или ногу, иногда ощущают свои конечности спустя многие месяцы или даже годы после операции. Ряд пациентов жалуются на «фантомные боли», когда нестерпимо болит, например, отсутствующая ладонь или сильно чешется ступня, отрезанная годы назад.

Все это мучает пациентов, и врачи в таких случаях проводят операции на нервных окончаниях остатка конечности, чтобы избавить человека от ложных ощущений.

В случае Лумис ощущать свою отсутствующую конечность было жизненно важно. Без этого она никогда не смогла бы управлять бионическим протезом, созданным в рамках проекта Modular Prosthetic Limb, спонсируемого DARPA. Протез создан специалистами Университета Джонса Хопкинса.

Сам протез состоит из двух частей. Это приемопередатчик, присоединенный к нервным окончаниям плеча женщины и сам протез с приемником сигналов.

Как только Лумис решает пошевелить конечностью, приёмник улавливает сигналы в нервных окончаниях, декодирует их и передает в протез. Бионический протез реагирует соответствующим образом, активизируя тот либо иной сервопривод системы.

Результат – искусственная рука двигается. Плюс ко всему, Лумис чувствует 4 из 5 пальцев своей искусственной руки и саму «ладонь», о чем уже говорилось выше.

Создание бионического протеза такого типа – непростая и дорогостоящая задача. Доктору Сету пришлось провести ряд переговоров с представителями различных организаций, прежде, чем DARPA согласилась начать работу с ним.

В ее плече установлено около 100 различных контактов, соединяющих нервные окончания с приемопередатчиком и несколько температурных сенсоров.

К сожалению, данный протез не идеален, поскольку до создания полноценного интерфейса связи «человек-машина» еще далеко – это очень сложная задача.

Но специалистам удалось решить огромное количество вопросов, связанных с подключением электронно-механической системы к телу человека и создать ряд новых конструкционных решений.

Согласно информации, размещенной на сайте разработчика, такой протез способен выполнять почти все движения руки человека.

MPL (Modular Prosthetic Limb) – сложнейшая система. Сейчас, кроме Лумис, испытывается еще шесть схожих систем, и четыре находятся в разработке.

Особенности протеза:

• Антропоморфный дизайн и принцип работы;
• Схожие с рукой человека характеристики (масса, развиваемое усилие и т.п.);
• Высокая точность работы – позиционирование, охват предметов;
• Нейроинтерфейс для управления системой;
• Возможность чувствовать структуру предмета, к которому дотрагивается протез и температуру этого предмета.
• Сенсоры на кончиках «пальцев» способны оценивать усилие при обхвате объекта.

Цвет Тип датчика/сенсора Количество

Основные требования к протезу следующие:

• Антропоморфный дизайн;
• Надежность крепления системы к телу человека;
• Возможность производства копий протеза;
• Оптимальный вес, сравнимый с весом соответствующей конечности или ее части;
• Высокая энергоэффективность;
• Ремонтопригодность;
• Поддержка сенсоров;
• Возможность передачи информации о структуре поверхности, к которой дотрагивается протез, ощущение вибрации (если она есть), температуры поверхности.

Есть два варианта рабочей кисти протеза – полностью функциональный, но сильно отличающийся от внешнего вида обычной кисти человека (такой протез дешевле). И такой же функциональный протез, копирующий внешний вид кисти, включая цвет.Modular Prosthetic Limb – это одна из наиболее совершенных систем такого типа. Дело в том, что ученым удалось задействовать каждый нерв плеча, ответственный за осязание. Эти нервные окончания были соединены с интерфейсом протеза.

Пальцы MPL оснащены датчиками прикосновения и температурными сенсорами.

Связь протеза с рукой двухсторонняя – то есть при касании протеза к предмету женщина может чувствовать прикосновение, ощущать структуру поверхности, плюс чувствовать тепло или холод.«Мы близки к тому, чтобы Лумис стала обладательницей наиболее технически продвинутого протеза в стране, а вскоре – и во всем мире», – говорит Сет. И, похоже, это действительно так.

Виды изделий для протезирования кисти руки. Бионический протез: ода научным достижениям

Современный рынок протезов полон различных механизмов, которые отличаются друг от друга по различным критериям.

Чтобы восстановить простые и элементарные функциональные способности руки, нужно применить рабочую модель верхней конечности.

Для преодоления сложных движений чаще всего используют активный функциональный протез. Подобные механизмы являются довольно сложными, а стоят дороже.https://www.youtube.com/watch?v=cdlAKeQ91z8Эндопротезирование не занимает много времени. В ближайшее время после приобретения аппарата больной может почувствовать себя комфортно.

Для полной работоспособности протеза принято использовать структуры функционально-косметического вида. Эндопротезы являются наиболее современными и универсальным. Они схожи с настоящими конечностями и выполняют широкий спектр движений. Чаще всего подобный протез кисти руки используют, если человеку ампутировали конечность в области кисти.

Изделия могут отличаться по сроку службы. Так, изначально принято устанавливать временный или же госпитальный протез на период адаптации, пока готовится уникальная модель. Как только индивидуальный аппарат, который подготовили на смену, будет готов, больному поменяют его на постоянный. Однако стоит помнить, что даже постоянные протезы рук иногда ломаются и требуют ремонта.

Существуют модели, которые крепят на такие части верхней конечности:Все аппараты различаются между собой по цене. Она зависит от производителя, функций и материала.

Критерии выбора

Осуществить выбор протеза невозможно без участия специалиста. Больной должен вместе со своим ортопедом определиться с моделью. Врач обязательно участвует в выборе приспособления, так как он отлично знает о том, как работает и сколько стоит устройство. Цена у разных поставщиков различается. Протезы нового поколения значительно дороже примитивных вариантов.

Выбор изделия зависит от выраженности и объема удаленной верхней конечности, состояния культи или послеоперационного шва, вида и техники операции, сопутствующих патологий. Однако не всегда правильно выбранный протез будет удобным. Поэтому клиент может самостоятельно выбрать протез лишь по ценовой политике.

Стоит помнить, что чем приспособление сложнее, тем дороже его стоимость. При выборе рекомендуется отдать предпочтение брендовым, проверенным товарам. Их подлинность подтверждена рядом документов.

Виды механизмов

Тяговым (механическим) протезом управляют при помощи тяг, поэтому подобные приспособления полностью контролируются силой человека. Управление осуществляется с различных отделов руки. Тяговый протез будет работать как от плечевой, так и от локтевой или лучезапястной части верхней конечности. Механизм может работать от усилий фаланги пальца.

У этого приспособления есть свои плюсы и минусы. Аппарат полностью контролируется усилиями человека. Это сильная сторона такого механизма. Выполняя хват, больной самостоятельно может определить силу сжатия и скорость реакции.

Также он отлично чувствует сопротивление, когда искусственная конечность упирается в какой-то предмет и не может продолжать действие.

Подобные механизмы являются наиболее простыми в обслуживании, с ними разрешено плавать, а построены они по очень легкой, незамысловатой схеме.

К слабым сторонам можно отнести ограниченность силы захвата из-за силовых возможностей человека. Но все же было замечено, что при длительном пользовании больные совершали множество сложных движений. Они могли пользоваться протезом при:

• написании текстов;
• игре в теннис;
• зажигании спичек;
• перемещении груза.

Различают тривида:

• биологическая (процессы и функции в структурах живой природы),
• теоретическая (построение математических моделей биосистем),
• технологическая (использование моделей для решения инженерных задач, и протезирование в их числе.).

Понятиебионического (или биоэлектрического, миоэлектрического) протеза на протяжениинескольких поколений менялся: если в середине и конце XX века «бионическими»называли устройства, которые внешне были идентичны отсутствующей конечности иличасти, т.е выполняли больше эстетическую функцию, то современные – те, которыенаходятся под управлением биотоков и электроники (используются энцефалограмма,миография) и могут качественно выполнять функции конечности.

• Бионическийпротез – функциональные индивидуализированные изделия, изготавливаемыенебольшими партиями. Хотя устройство изготавливается из искусственныхматериалов (полиамид, титановые сплавы), человек может управлять им при помощи
• собственных мыслей и нервной системы.
• Существуют такие виды бионических протезов конечностей:
• односхватовые (оснащены одним мотором, для выполнения односложного движения (размыкания/замыкания));
• многосхватовый (имеется несколько двигателей, например, на каждый палец руки, чтобы иметь возможность не только двигать рукой, но и делать жестикуляции, схваты и прочее).

В основеиспользования лежит метод целевой мышечной реиннервации (метод TMR -TargetedMuscle Reinnervation). Даже если отсутствует конечность, мозг этого не учитывает и продолжает посылать сигналы на выполнение действий.

Двигательныенервы, которые должны участвовать в управлении конечностью, если та былаампутирована, утрачена или даже отсутствовала при рождении, соединяют симеющимися крупными мышцами (грудными, если речь идет о протезах рук), и дополняют электродами.

На практикеэто выглядит так: человек хочет взять чашку, мозг посылает импульс к грудноймышце, такой сигнал перехватывают/считывают мио-датчики, отправляют его впроцессор биоэлектрической руки, и протез выполняет нужную функцию или движение.

В связи с тем,что датчики и электроды взаимодействуют, не с одной конкретной мышцей, а совсеми, поэтому для того, чтобы успешно использовать протез, необходимытренировки. Сталкиваясь с подобными трудностями, некоторые люди отказываются отиспользования устройств.

Для решения этой проблемы, устанавливаются болеесовершенные датчики, позволяющие управлять протезом практически интуитивно имгновенно.

Это большой шаг в развитии направления, однако, пока это скорее напоминаетсовременный гаджет, требующий ежедневной подзарядки, а не полноценную часть тела.

Лишь в конце 20 и начале 21 веков развитие микроэлектроники, материаловедения, медицины, нейрофизиологии создало условия для появления устройств, максимально приближенных по своим функциям к человеческим конечностям.

Его конструкция состоит из следующих компонентов:

• Каркас. Изготавливается из пластика и легких металлических сплавов, обеспечивает жесткость протезу и защищает электронную начинку от повреждения. Каркас имеет гильзу, с помощью которой устройство надевается на остаток конечности. Для повышения эстетических качеств протезов они покрываются силиконовой или резиновой оболочкой, имитирующей кожу.
• Механика. Бионический протез имеет встроенные сервоприводы, шарниры и тяги, которые обеспечивают устройству подвижность. В искусственных ногах также применяются гидравлические, пружинные или пневматические амортизаторы, смягчающие и распределяющие ударную нагрузку при передвижении.
• Система управления. Для контроля над протезом в нем предусмотрены датчики нервных сигналов и обрабатывающий процессор, управляющий приводами. В серийных миоэлектрических моделях датчики подсоединяются к остаткам мышц культи и фиксируют изменения их биопотенциала при сокращениях. В опытных энцефалографических устройствах сенсоры закрепляются на коже головы или вживляются под нее, снимая электрические потенциалы мозга. В некоторых моделях также предусмотрены датчики обратной связи, обеспечивающие пациентам возможность испытывать проприоцептарные и тактильные ощущения.

Нейрофизиологический принцип работы бионического протеза позволяет существенно упростить управление им, а также хотя бы частично вернуть пациенту ощущение обладания полноценной конечностью.

Большинство имеющихся на рынке моделей обеспечивают выполнение достаточно широкого набора действий – держать посуду и столовые приборы, писать, печатать на клавиатуре, завязывать шнурки, подниматься по лестнице и даже заниматься спортом (бегом, ездой на лыжах).

Сложно сказать, когда и кем был изготовлен первый бионический протез, однако серийно такие устройства впервые стала выпускать британская компания TouchBionics в 2007 году.

Сегодня на рынке представлено несколько производителей функциональных искусственных конечностей, среди которых также стоит отметить RSL Steeper (Великобритания), Ottobock (Германия), Osseur (Исландия).

Продукция этих компаний достаточно широко используется в медицине для помощи инвалидам, однако из-за небольшого спроса и малой конкуренции даже простой бионический протез стоит порядка 25 000 долларов (без учета установки и последующей реабилитации).

Для решения этой проблемы в некоторых странах существуют программы поддержки, финансируемые за государственный счет. В России бионические протезы практически не производятся – среди немногих примеров отечественных серийных разработок можно указать модель «Страдивари», выпускаемую компанией Motorica.

Отдельно стоит рассказать о бионических протезах глаз, первые модели которых появляются уже сегодня и используются для помощи людям с дистрофией сетчатки.

Изображение с нее поступает на встроенный видеопроцессор, который обрабатывает сигнал и подает его на имплантат, стимулирующий оставшиеся здоровые клетки сетчатки. Этот протез позволяет частично вернуть зрение, обеспечивая восприятие очертаний крупных предметов и даже большого шрифта.

Хотя использование внешней камеры и недостаточная четкость изображения существенно ограничивают возможности и удобство Argus II, он уже используется в медицинской практике, в том числе в России. Схожий принцип работы и конструкции имеют протезы Alpha IMS и PRIMA.

Процедура изготовления функционального протеза кисти или предплечья

Большая часть работ проходит удаленно, вам необходимо приехать лишь на протезирование, которое занимает несколько часов или растягивается на 2 дня, если необходима реабилитация. Разработка и производство протеза занимает до 21 дня.

1. Снятие мерок (удаленное измерение)
2. Разработка индивидуальной модели протеза по меркам пользователя
3. Разработка дополнительных игровых и функциональных элементов протеза
4. Производство протеза и предварительная сборка
5. Протезирование, пробное использование
6. Доработка протеза (если необходимо) и выдача протеза в постоянное использование

На перехват

Когда человеку без руки хочется пошевелить пальцем, мозг генерирует соответствующий сигнал, который идет по нервам, ведущим к мышцам конечности. Но, поскольку рука отсутствует, сигнал уходит «в пустоту».

Но что, если где-то по пути «перехватить» нервные импульсы и на этой основе после анализа и обработки данных сформировать команды управления роботизированной рукой? Именно по этому пути идут многочисленные научные группы, стремясь разработать протезы, считывающие нервные сигналы и преобразующие их в движения.https://www.youtube.com/watch?v=GK8QRp7M-j4В американских Хьюстонском университете и Университете Райса велись эксперименты со снятием моторных нервных сигналов методом электроэнцефалографии (ЭЭГ) с помощью электродов на коже головы. Сложность в том, что ЭЭГ — это набор большого количества разных сигналов, и задача выделить среди них те, которые управляют движением конечности, сродни поискам иголки в стоге сена.

Исследователи из Технического университета Чалмерса в Гетеборге (Швеция) совместно с коллегами из консорциума NEBIAS (проект нескольких европейских университетов) пошли другим путем.

Вместо того чтобы располагать электроды на поверхности кожи, где полезный сигнал сильно зашумлен, ученые попытались уменьшить влияние помех, вшивая электроды под кожу.

Но физиология каждого человека индивидуальна, и нельзя заранее сказать, где именно следует расположить электроды для максимального соотношения «сигнал-шум».

Протез: что это такое и какие они бывают?

Протезирование — замена утраченных или необратимо повреждённых частей тела искусственными заменителями — протезами. В русский язык слово пришло из французского prothese, в свою очередь произошедшее от греч. prosthesis — присоединение, прикрепление.

Первое упоминание о протезировании в истории — побег из плена грека Хегазистрата, жившего примерно за 500 лет до н. э. Посаженный на цепь, он был вынужден отпилить себе ногу, а затем попросить знакомого плотника сделать ему протез. Этот протез был как две капли воды похож на известные всем протезы-деревяшки довольно позднего времени.

Римский писатель Плиний Старший (Plinius Major) упоминает о полководце, потерявшем руку во время Пунической войны (218—201 г. до н. э.). Ему была изготовлена железная рука, которой он мог держать щит.

После развития механики, ближе к современности, стали появляться более совершенные типы протезов, хорошо имитирующие потерянную часть тела или даже способные двигаться за счёт встроенных механизмов.

Для каменщика или чернорабочего ограничивались наложением на предплечье или плечо бандажа из кожаной гильзы с арматурой, к которой прикреплялся соответствующий профессии рабочего инструмент — клещи, кольцо, крючок и т. п.

Косметические искусственные руки, смотря по занятиям, образу жизни, степени образования и другим условиям, бывали более или менее сложны.

Искусственная рука могла иметь форму естественной, в изящной лайковой перчатке, способная производить тонкие работы; писать и даже тасовать карты (как известная рука генерала Давыдова). Если ампутация не достигла локтевого сустава, то при помощи искусственной руки возможно было возвратить функцию верхней конечности.

В настоящее время протезирование активно развивается, привлекая на помощь достижения науки и техники.

Протезирование представляет собой важный этап процесса социально-трудовой реабилитации человека, утратившего конечности, или страдающего заболеваниями опорно-двигательного аппарата.

КЛАССИФИКАЦИЯПо назначению все протезы можно разделить на 2 большие группы: косметические (выполняющие только пассивную декоративную функцию) и функциональные (активные протезы, которые позволяют человеку выполнять хват и управляются посредством различных механизмов). Последние могут быть заключены в косметическую оболочку, имитирующую внешний вид руки, либо иметь современный технологический дизайн.Протезы верхних конечностейПо уровню ампутации протезы верхних конечностей делятся на следующие виды:

• протезы пальца,
• протезы кисти,
• протезы предплечья,
• протезы плеча,
• протезы при вычленении плечевого сустава.

В зависимости от механизмов управления функциональные протезы делят на рабочие, тяговые (активные, механические) и миоэлектрические (биоэлектрические, бионические).

КОСМЕТИЧЕСКИЙ ПРОТЕЗКосметические, или пассивные протезы, предназначены для воссоздания внешнего физического вида руки. Состоят из культеприёмника, каркаса кисти, косметической перчатки. На российском рынке средств реабилитации распространена продукция производства Реутовского экспериментального завода средств протезирования. В частности, косметические протезы кисти из силикона. Не до конца решена проблема загрязнения оболочки, что требует отдельного ухода за протезом и замены в течение полугода.

Среди мировых производителей выделяют французскую компанию SILAB. Оболочка колорируется в тон кожного покрова пациента, индивидуально и с мельчайшими подробностями: родинками, венками и т.д. — ногти в более дорогой версии изготавливают из акрила.

РАБОЧИЙ ПРОТЕЗРабочий протез оснащен приемником рабочих насадок и позволяет использовать различные инструменты — молоток, ключ, ножницы, зубило, зажим для отверток и так далее. Существуют специальные насадки для бытовых работ — для столовых приборов, письма, утюга, для печати, рисования, для швейной машины. Насадки устанавливаются в гильзоприемник протеза.

ТЯГОВЫЙ ПРОТЕЗТяговые (механические, активные протезы)управляются с помощью тяг и полностью контролируются усилиями самого человека. Сильная сторона такого механизма — получение обратной связи и возможность контролировать усилие. То есть при выполнении хвата пользователь сам определяет силу сжатия, скорость и может почувствовать сопротивление, когда кисть упирается в предмет и не может продолжать сдавливание. Механизм прост в управлении, с ним можно плавать, и он легок в обслуживании. Слабая сторона — это ограниченность силы хвата возможностями самого человека. Если лучезапястный /локтевой сустав развиты слабо, то управление протезом будет затруднено. Существует несколько вариантов тягового управления — от движения плеча, локтя, лучезапястного сустава, проксимальной фаланги пальца.

В протезе системы Руденко кисть приводится в действие при помощи бандажа, закрепляемого на плечевом поясе, это наиболее распространенный в России вид функционального протеза.

У него существуют свои недостатки, связанные с неудобством и неестественностью в управлении. Тем не менее при длительной практике ношения, пользователи демонстрируют возможности манипуляции различными предметами — ‘можно писать, пользоваться ножом и вилкой, играть в теннис, зажигать спички и переносить груз тяжестью до 30 кг’.

БИОНИЧЕСКИЙ ПРОТЕЗБиоэлектрические, или по-другому, бионические, миотонические, протезы— это протезы с внешним источником энергии (по классификации Минтруда РФ). Когда человек пытается пошевелить конечностью, нервный импульс вызывает изменение электрического биопотенциала мышцы, который улавливается специальным датчиком протеза, прикрепленного к культе конечности. Специальные датчики, встроенные в культеприемную гильзу, считывают эти сигналы с кожи. Эта информация передается на микропроцессор кисти, и в результате протез выполняет определенный жест или хват.

В настоящее время в доступных к покупке протезах используется всего 2 мио-датчика, регистрирующих активность двух крупнейших групп мышц. Этим обусловлено неудобство в использовании протеза. Для выбора жеста необходимо послать на протез несколько повторяющихся команд, происходит своеобразное переключение режимов с помощью перебора.

К слабым местам таких протезов относят их ненадежность (ремонт каждые полгода, связанный с использованием сложной электроники), малую гибкость в системе управления (по сути в распоряжении человека для манипулирования рукой оказываются всего 2 кнопки — 2 мио-датчика).

Стоимость таких протезов начинается с 1,5 млн рублей, в России их не производят.

Биоэлектрические протезы на сегодня являются самым высокотехничным средством протезирования верхних конечностей из доступных на рынке. Также не прекращаются исследования по управлению протезом с помощью нейронной активности (шапочки, улавливающие концентрацию внимания пользователя), то есть процесс управления полностью контролируется головным мозгом человека, причем пациент только управляет протезом, а за силовые функции отвечают приводные устройства за счет внешнего источника энергии. В Швейцарии ведутся эксперименты с вживлением в нервные окончания.

Кроме того разработан браслет, снимающий данные мышечной активности по всей окружности руки, что позволяет более гибко управлять протезом, но в обычной жизни браслет пока мало применим в силу неудобства конструкции (для улавливания сигналов мышц браслет должен быть очень тугим) и сложности в унификации устройства (мышцы разных людей расположены и работают по-разному).

Последние модели таких протезов также дают возможность чувствовать тепло и давление посредством датчиков, сигнал от которых поступает в кожу культи.

ЭКЗОСКЕЛЕТС XX века создаются искусственные экзоскелеты для человека. Термин ‘экзоскелет’ буквально означает ‘опорный каркас, находящийся вне тела’ (в быту возможно увидеть у таракана, речного рака).

Экзоскелеты позволяют расширить возможности человека, сделать его сильнее, быстрее, некоторые даже позволяют летать. Медицинские экзоскелеты позволят людям с ограниченными возможностями ходить, поднимать тяжести, вести практически полноценный образ жизни.

Механизм экзоскелета будет не только поддерживать тело, но и брать на себя все нагрузки, выполняя необходимые действия. В настоящий момент проекты экзоскелетов разрабатываются в нескольких странах мира, в том числе и в России.

КИБОРГКиборг (сокращение от англ. cybernetic organism — кибернетический организм) — в медицине — биологический организм, содержащий механические или электронные компоненты, машинно-человеческий гибрид (в научной фантастике, гипотетике и т. п.).

Концепция человека-машины присутствовала как образ в мифологии и творчестве во все времена, начиная с искусственного гиганта Талоса из греческих мифов и заканчивая Железным Гансом из одноименной сказки братьев Гримм.

В англоязычной литературе основоположником научного представления человека с механическими компонентами считается Эдгар Аллан По — в своём рассказе «Человек, которого изрубили в куски» (1843) он описал пожилого офицера, получившего тяжелейшие ранения и увечья во время войны с индейцами и практически целиком (кроме тела, одной руки и головы) состоящего из протезов. Тема киборгов прослеживается в мировой литературе и кинематографе, до сих пор не теряя актуальности.