Коллекционер будущего — Новости мира высоких технологий

Фото: A.R.M. Project Titanium

В следующем году холдинг «Технодинамика» Госкорпорации Ростех начнет серийное производство бионических протезов руки. Разработчики ставят перед собой амбициозную задачу – создать собственный «автомат Калашникова» в сфере бионического протезирования. Кроме того, разработки в этой тематике ведут холдинги «Швабе» и КРЭТ.
Для людей, лишившихся руки, бионический протез – это возможность почувствовать себя не инвалидом, а супергероем. Как отмечают создатели, такие протезы могут быть адаптированы и для использования на сложных и опасных производствах. Например, при дистанционной работе с огне- и взрывоопасными составами или в агрессивной среде.О том, какие новые возможности предоставляет современная бионика и как устроен новейший бионический протез – в нашем материале.

Виды современных протезов

По уровню ампутации:

• косметические протезы пальцев;
• протез части кисти;
• протез всей кисти;
• протез предплечья (до локтя);
• протез плеча;
• протез после вычленения плечевого сустава.

По способу крепления к культе конечности:

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

По назначению выделяют две группы протезов:

• косметические — имитируют естественную руку, скрывая дефект;
• функциональные — дают возможность пользоваться поврежденной конечностью.

По механизму действия функциональные протезы бывают:

• бионическими (миоэлектрическими или биоэлектрическими);
• рабочими (пассивными);
• тяговыми (активными механическими).

Правила и процедура получения протезов

После ампутации необходима реабилитация, поскольку протез не ставится сразу. Сперва нужно, чтобы конечность зажила полностью, а уже потом подбирается протез.

Как получить протез бесплатно?

В каждом регионе имеется протезный центр, который можно найти через справочную или интернет. Также вы можете обратиться в региональный офис Фонда социального страхования и там подскажут какой протезный центр вам будет наиболее удобный и близкий по расстоянию. Согласно федеральному закону России № 181 нуждающийся человек может получить протез конечности бесплатно. Также он может оплатить собственными средствами и далее получить от государства компенсацию. Компенсация в каждом регионе разная, поэтому обращайтесь за консультацией в региональные центры протезирования.

Бионические протезы

Самые прогрессивные протезы, максимально приближенные к действию человеческой руки. Для работы используют внешний источник энергии (аккумуляторные батареи), снабжены электродвигателями и управляются электрическими сигналами с тела пациента. Миоэлектрические протезы реагируют на сокращение мышц. Изменения электрического потенциала улавливают ЭМГ-датчики культеприёмной гильзы. Они передают сигнал микропроцессору искусственной кисти, и протез выполняет определенное действие.

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.

Коллекционер будущего — Новости мира высоких технологий

Искусственные конечности, которые человек может получить уже в наше время, не просто могут восстановить его функциональную активность, но даже способны передавать ощущения прикосновений! Главный прогноз на 2022 год, который еще 4 года назад появился в моей коллекции «Искусственные конечности, целиком управляемые сигналами из мозга (появление)» сбылся!

Подробности в моей новой статье. Оригинал тут

Человеческий организм чувствителен к воздействиям извне. В силу различных причин, будь то аварии, боевые действия, несчастные случаи или заболевания, люди лишаются конечностей. На протяжении всей своей истории человечество пыталось доступными путями восстановить утраченные функции организма. Ранее протезы ассоциировались с чем-то страшным, сам их внешний вид протеза как бы подчеркивал увечье человека.

Протез 19-го века, представленный в музее Войска польского в Варшаве. С помощью такого протеза только что пирата хорошо играть на костюмированных вечеринках

Однако в наше время все меняется, некоторые протезы даже превращаются в объекты искусства.

Но главное, конечно, это не внешний вид, а функциональность. Если протезы, которые были распространены пару десятилетий назад, могли в лучшем случае выполнять опорную и незначительно косметическую функцию, то протезы, которые появляются в наше время, обладают функциональностью, близкой к естественной конечности. Более того, в последние годы стали появляться искусственные конечности, которые способны передавать ощущения. Некоторые футурологи предсказывают, что в ближайшее десятилетие люди с протезами верхних и нижних конечностей способны будут на большее, чем обладатели собственных рук и ног.

И одним из людей, который способствовал такому развитию сферы протезирования, является Хью Герр. Человек, которому в 17 лет ампутировали обе ноги ниже колена, не опустил руки.

Он начал самостоятельно разрабатывать функциональные протезы, причем весьма успешно. В последующем Хью Герр получил степень доктора наук в области биофизики и основал центр, который занимается разработкой инновационных протезов, основываясь на новейших технологических достижениях.

Пять лет назад на конференции TED Хью Герр продемонстрировал миру, что благодаря бионическим протезам ног (работа которых основана на принципах функционирования наших естественных конечностей) люди уже могут прекрасно бегать, заниматься скалолазанием и даже танцевать!

Фантастика, не правда ли? Но летом прошлого года этот же человек на очередной конференции TED снова смог поразить мир, продемонстрировав, что возможности протезирования нижних конечностей зашли еще дальше.

Когда мы идем по лестнице, мы не задумываемся о том, какие движения совершаются в нашей голени и стопе. Нам не надо постоянно смотреть на ступеньку и думать, какие повороты, сгибания/разгибания следует совершить в голеностопном суставе. Протезы, к сожалению, не учитывают этих нюансов. Однако в организации Хью Герра удалось разработать методики оперативных вмешательств с последующим протезированием нижних конечностей, благодаря чему движения в новой «стопе» стали естественными, что было продемонстрировано уже на прошлогодней конференции TED.

Но для такой плавности и естественности движений во время ампутации конечности различные группы мышц должны быть соединены определенным способом. Что же делать людям, у которых в силу различных причин невозможно подготовить остаточные мышцы должным образом? Неужели им нельзя претендовать на естественность и плавность походки по самым различным поверхностям? К счастью, современные технологии позволяют решить этот вопрос.

В прошлом году сотрудники Университета Вандербильта продемонстрировали рабочий прототип высокотехнологичной искусственной лодыжки. Благодаря наличию датчиков, моторов, сервоприводов и микрокомпьютера протез может без участия человека анализировать поверхность, по которой движется человек, будь то лестница, холм или ровная дорога, и самостоятельно адаптироваться к ней. Для адекватной работы разработанный прототип снабжен кабелем для подключения к электросети, однако уже ведутся работы по созданию автономного протеза, без ограничивающих проводов. По заверению создателей, такие протезы начнут применяться уже в ближайшие годы.

С ногами понятно. А что насчет функциональности протезов рук? За последние десятилетия искусственные верхние конечности сделали огромный шаг вперед. Уже создано немало технологий, позволяющих определять сокращения мышечных волокон в культе, а также считывать нервные импульсы достаточно четко, чтобы преобразовать их в сигналы для движения не то что кистью, но даже отдельным пальцем искусственной руки. С помощью современных протезов верхней конечности можно делать даже такие мелкие движения, как завязывание шнурков.

Конечно, людям нужно время, чтобы научиться управлять подобными протезами, напрягая отдельные мышцы культи. Обычно, чтобы добиться хорошего управления, у людей уходит около недели. В этом уже помогают и технологии виртуальной реальности: на культю конечности надевают датчики, а на голову человека гарнитуру, благодаря чему он видит нормальное продолжение своей руки и пытается повторить движения вслед за виртуальным аналогом. Когда человек научится нормально взаимодействовать с виртуальной рукой, он может начинать повторять аналогичные виртуальным движения с помощью протеза.

На помощь в настройке современных протезов приходят и специально разработанные мобильные приложения.

Совмещение современной робототехники и протезирования помогает добиться максимальной естественности движений. К примеру, когда мы тянемся за каким-то предметом, кисть руки еще до прикосновения к нему подсознательно принимает нужную форму для удобного взаимодействия. Пока что даже с продвинутыми протезами людям необходимо концентрироваться на каждом движении искусственной кисти, если они хотят взять что-либо.

Пару месяцев назад немецкой компанией Festo была представлена искусственная рука BionicSoftHand, которая самостоятельно может составить правильный алгоритм манипуляций с объектами еще до того момента, как возьмет их.

Эта искусственная рука относится к «мягкой робототехнике», не содержит твердой скелетной основы, приводится в движение нагнетанием воздуха и снабжена множеством разнообразных сенсоров, оценивающих силу воздействия, движение, позицию в пространстве и множество других параметров. Возможно, именно эта разработка сделает протезы будущего более совершенными.

Большую роль в удешевлении производства бионических протезов играет 3D-печать. Она позволяет делать протезы максимально подходящими под каждую конкретную ситуацию, а также индивидуальный дизайн для протеза. К примеру, компания Open Bionics совместно с Disney выпускают легкие и функциональные протезы Hero Arm, которые изменили отношение к своему состоянию у множества детей.

Однако по-настоящему великим событием стало появление протезов, способных передавать ощущения. К примеру, бионическая рука Bebionic опосредованно может воздействовать на остатки нервных волокон, которые, в свою очередь, передают полученную протезом информацию через спинной в головной мозг.

Кончики пальцев такой «руки» покрыты специальной искусственной кожей, в которой размещены два типа датчиков-рецепторов: одни определяют ощущение давления (анализируют прикосновения к твердым предметам), другие — болевые ощущения. И если человек дотрагивается до чего-то острого или очень горячего, он начинает чувствовать легкие покалывания. Это уже немалый прогресс, однако в будущем создатели протеза хотят добиться максимально естественных ощущений.

Также в наше время ведутся работы по созданию протезов, которые будут напрямую «подключены» к остаточным нервам конечности. Такая нейроинтеграция позволяет не просто управлять конечностью посредством напряжения групп мышц культи, но совершать движения искусственной рукой «силой мысли» — сигнал из мозга по нервам будет напрямую передаваться протезу. И первый протез правой руки, управляемый нервной системой человека, был установлен в этом году в Швеции благодаря усилиям Технологического университета Чалмерса и биотехнологической фирмы Integrum AB.

К нервам и мышцам культи верхней конечности были подключены 16 электродов, что также позволяло выполнять такие мелкие движения, как завязывание шнурков и набор текста на клавиатуре.

Изначально, до установки физического протеза, пациентка тренировалась управлять виртуальной рукой на экране монитора.

После установки протеза, кроме выполнения движений по мысленному приказу, женщина также начала ощущать, насколько сильно кисть протеза сжимает объект, а также определять (с помощью датчиков), на какую часть искусственной конечности оказывается воздействие. Пока еще ведутся исследования этого конкретного случая, однако уже есть идеи по расширению количества электродов и точности «мысленного» управления протезом и улучшению естественности тактильных ощущений.

Кроме естественной функции, в современные протезы встраивают модули, позволяющие совершать платежи и управлять другими устройствами, фонарики, зарядку для телефона и многое другое.

Самое примечательное, что с каждым годом прогресс в функциональности искусственных конечностей только ускоряется. Недалек тот день, когда появятся протезы рук и ног, которые не только полностью восстановят все утраченные функции человека, но также подарят ему дополнительные возможности!

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится

Похожее

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.

Какие лучше и что выбрать

Конечно, съемные протезы нового поколения не сравнимы с имплантацией зубов. Однако современные конструкции без нёба не уступают по своей функциональности. Выбирая между съемными и несъемными протезами, нужно учесть несколько моментов:

• Количество зубных единиц на замену. Например, если нужно восстановить 1-2 зуба, то выгоднее и надежнее установить имплант. При отсутствии всего зубного ряда в верхней или нижней челюсти целесообразно использовать съемную конструкцию.
• Ожидания. Какой эффект хочет получить пациент после замены зубов? Это может быть эстетическая составляющая, когда нужно деликатно скрыть отсутствие родных зубов в ротовой полости. Тогда мягких протезов будет достаточно. Для замены жевательных зубов лучше использовать импланты.
• Бюджет. Установка импланта – процедура недешевая. В то же время пациенты опасаются, что съемный протез ненадежен и может выпасть изо рта. Не стоит переживать. В обоих случаях есть решение. Если для пациента важна надежность, долговечность и эстетика, то несъемный протез однозначно окупит вложения. И прослужит много лет. Среди съемных протезов нового поколения врач также подберет вариант, при котором пациент будет чувствовать себя комфортно.

В клиниках ЭспаДент всегда доступны специальные предложения. Например, беспроцентная рассрочка на установку имплантов и некоторых видов протезирования.

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.

Запчасти для человека

О замене утраченных органов человечество задумывалось с древних времен, постепенно совершенствуя эту область знаний и сами протезы. Если первые протезы в основном имели эстетическое предназначение и визуально скрывали ущербность, лишь в редких случаях выполняя функции недостающих органов, то современные устройства в недалеком будущем смогут даже расширить возможности человека, сделав из него кибернетический организм, или киборга.

Несмотря на то что киборгизация человечества все еще выглядит сюжетом из фантастики, киборги уже живут среди нас, ведь так можно назвать любого человека, который использует механический или электронный протез или имплант. Сегодня одним из самых совершенных и при этом доступных видов протезирования верхних конечностей являются бионические протезы.

Бионика – наука, изучающая возможности применения свойств живой природы в технике. Впервые это слово употребил в 1958 году американский военный врач Джек Стил, который исследовал природные процессы и явления, чтобы применить эти знания в разработках для армии США. Одним из результатов развития бионики стало появление электронных протезов, которые могут взаимодействовать с нервными клетками человека.

Примечательно, что в СССР подобные разработки начались еще в 1956 году, когда доктор биологических наук Яков Славуцкий описал физиологические аспекты биоэлектрического управления протезами. А уже в 1961 году начался промышленный выпуск советских протезов предплечья с биоэлектрическим управлением.

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.

Получение протеза за счет государства (в первый раз).

Для получения протеза бесплатно, нужно обратиться к изготовителю протезов, чтобы он смог подобрать протез и назначить комиссию с выдачей медико-технического заключения.

Вторым этапом будет обращение в ту больницу или медицинский центр, где у Вас есть регистрация по месту жительства. Вы получаете направление на медицинское освидетельствование.

Пройдя медкомиссию, Вы должны получить группу по инвалидности.

После этого выдается направление из Фонда социального страхования с возможностью обратиться к производителю протезных конструкций, чтобы получить протез.

Если же Вы собираетесь купить протез за свои собственные средства, то тут все просто. Получаете заключение, заказываете изделие, оплачиваете и получаете его. Далее вам выплачивают компенсацию за израсходованные средства.

Какие съемные зубные протезы лучше

Выбрать один вариант, который будет лучше для всех без исключения случаев невозможно. Предпочтительные варианты стоит выбирать, исходя из потребностей, согласно сложившейся клинической картины. Чаще всего пациенты интересуются какие съемные зубные протезы лучше:

• при полной адентии;
• при частичной адентии;
• для верхней челюсти;
• для нижней челюсти.

Изучив мнения стоматологов-ортопедов, изложенные ниже, вы гарантированно сможете сделать правильный выбор в пользу того съемного протеза, который будет лучше именно для вас.

При полной адентии

Проблему полного отсутствия зубов решает два вида съемных протезов:

1. На имплантах
   . Прекрасно восстанавливают жевательную функцию и обеспечивают надежную фиксацию. Гарантируют равномерную нагрузку, что очень важно для предупреждения резорбции кости. Недостаток только один – высокая стоимость изделия и работы стоматолога.
2. На присосках
   . Представлены разнообразием материалов и индивидуально подбираются для каждого пациента. Такие протезы можно будет снимать на ночь, давая деснам возможность отдохнуть и «подышать». Главное преимущество – доступная стоимость.

При полной адентии лучше отказаться от восстановления зубного ряда нейлоновыми протезами. Они не позволяют полноценно и комфортно пережевывать твердую пищу, что крайне неудобно. Кроме того, у них не очень большая присасывающая способность, поэтому повышается риск самопроизвольного выпадения.

При частичной адентии

Если утрачены на все зубы, стоматологи рекомендуют один из двух вариантов:

1. Бюгельные протезы
   . Относительно дорогие, но максимально эффективно имитируют естественные зубы. Надежное крепление гарантирует, что не произойдет самопроизвольного выпадения. Конструкция позволяет равномерно распределять жевательную нагрузку.
2. Акриловые
   . Более бюджетный вариант, представленный разнообразием моделей протезов. Выбрать подходящие именно для вас сможет только стоматолог-ортопед.

Если планируется имплантация и необходимо временное и недорогое восстановление зубного ряда, можно использовать протез-бабочку.

Для верхней челюсти

По сравнению с нижней, верхняя челюсть гораздо лучше подвергается протезированию. Причины тому – обширное небо, которое позволяет лучше закреплять ортопедические конструкции. И при частичной, и при полной адентии на верхнюю челюсть можно использовать любой вид съемного протеза, к которому нет противопоказаний.

Для нижней челюсти

При протезировании нижней челюсти отмечается менее эффективная фиксация, поскольку:

• маленькое подъязычное пространство;
• движения языка повышают риск соскакивания большинства видов съемных ортопедических конструкций.

Ввиду этих нюансов, как лучшие и надежные ортопедические конструкции для нижней челюсти рекомендованы два вида протезов – бюгельные и на имплантах.