Бионический протез ноги: Бионические протезы ног

Содержание

Бионическое протезирование ног: современные возможности

Начиная со времен Древнего Египта и до сего дня исследователи пытаются создать протезы нижних конечностей, обладающие максимальной антропоморфностью, то есть максимально похожие на потерянную конечность как по своему внешнему виду, так и по заложенным в протезах функциям. Долгое время пациенты, перенесшие ампутацию ног, могли рассчитывать лишь на ограниченную функциональность механических модулей, заменяющих потерянные суставы конечности. Управление такими модулями полностью находится под контролем самого пациента, в связи с чем передвижение на механическом протезе вызывает некоторые трудности. Облегчить жизнь больным, которым в прежние времена не давалось никаких шансов на реализацию в социуме и улучшение самочувствия, позволяет современная медицина и наука, развивающая бионические технологии в протезировании. 

Бионика (от др.-греч. βίον «живущее») — прикладная наука о применении в технических устройствах и системах (например, в протезах) принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, то есть формах живого в природе и их промышленных аналогах. Бионические протезы позволяют существенно повысить качество реабилитации людей с инвалидностью. По своим функциям они максимально реализуют биомеханический принцип движения нижней конечности человека, обеспечивают беспрецедентную подкосоустойчивость при ходьбе и антропоморфность движений, дают пациенту возможность передвижения при любых окружающих его условиях.

В основе современного бионического протеза лежат микропроцессорные технологии. Центральная управляющая система бионического модуля, заменяющая утерянный сустав конечности, имеет рецепторную связь с окружающим пространством. Сенсоры с огромной частотой (до 1000 раз в секунду) собирают информацию о характере и наклоне опорной поверхности, нагрузке на протез, скорости передвижения, фазах цикла ходьбы.

Благодаря им центральный микропроцессор получает и обрабатывает всю необходимую информацию, в соответствии с которой работает искусственный модуль протеза. Интеллектуальное устройство протеза позволяет пользователю управлять модулем в режиме реального времени с помощью современных гаджетов и передвигаться в собственном удобном темпе и режиме. Необходимые функции работы можно индивидуально настраивать через личный смартфон с помощью встроенного беспроводного модуля по Bluetooth.

Приёмную гильзу для культи современного бионического протеза, как правило, изготавливают из высокопрочных легких материалов, таких как карбон или кевлар, благодаря чему изделия обладают высокой надежностью даже при спортивных нагрузках и длительном сроке службы. Электроснабжение всей электронной системы осуществляет компактная встроенная литиевая батарея, срока заряда которой хватает на период до одной недели.

Изучая длительную историю развития протезирования нижних конечностей, можно сказать, что бионическое направление находится в самом начале своего развития. Первый бионический модуль коленного сустава был разработан известным немецким концерном «Отто-Бокк» и представлен на всемирной конференции по ортопедии в г. Нюрнберге лишь в 1997 году. В 2006 году в результате многолетней совместной работы исландской компании Ossur и Массачусетского технологического института был разработан магнитнореологический модуль колена Rheо Knee, а чуть позже — первый интеллектуальный бионический модуль стопы Proprio Foot, который обеспечил возможность контролируемого антропоморфного передвижения по лестнице. Следующим важнейшим шагом в развитии бионического протезирования стало объединение электронного коленного модуля и электронной стопы в одну взаимосвязанную нейросистему. Данный протез был назван Symbionic Leg, он представляет одновременную связку коленного модуля Rheo Knee и стопы Proprio Foot. В 2015 году немецкий концерн «Отто-Бокк» выпустил первый водонепроницаемый бионический протез бедра — Genium X3. С этим протезом инвалид может погружаться в воду на глубину до трех метров в течение нескольких часов и заниматься любыми водными и другими видами спорта.

Надо понимать, что, какой бы ни был протез, самое важное — культеприемная гильза. Если человек не может надеть протез, если человеку неудобно или больно, он не будет носить протез даже с самыми современными модулями. Сейчас передовой технологией в изготовлении культеприемных гильз бедра является система Марло. Такие гильзы в России делают только в протезно-ортопедическом центре «Сколиолоджик.ру».

Итак, на сегодняшний день самыми передовыми разработками, доступными для российского рынка потребителей, являются следующие бионические системы.

  1. C-Leg 4 поколения. Это самый распространенный бионический модуль производства немецкой компании «Отто-Бокк», которым пользуются миллионы людей по всему миру. Надежная микропроцессорная система, выверенная годами, и механическая модель гидравлической микропроцессорной системы управления позволяют пациентам полностью реабилитироваться в окружающей среде, заниматься спортом.
  2. Rheo Knee ХС. Это самый прогрессивный коленный модуль самообучающегося типа разработки компании Ossur. Система микропроцессорного контроля постоянно следит за действиями пользователя и непрерывно адаптируется к пациенту, позволяя предугадывать его действия. В этом шарнире применяются новейшие сенсорные технологии в виде датчиков нагрузки, которые снимают измерения с частотой 1000 раз в секунду.
  3. Proprio Foot. Это одна из первых в мире стоп с искусственным интеллектом разработки компании Ossur. Ее назначают пациентам, перенесшим ампутацию голени и бедра. Модуль может самостоятельно производить автоматическое сгибание и разгибание щиколотки при ходьбе по лестничным пролетам, по своей функциональности он максимально близок к стопе здорового человека.
  4. Коленный модуль Genium производства немецкой компании «Отто-Бокк» позволяет реализовать естественную антропоморфную походку инвалида с культей бедра. Модуль Genium имеет редкую функцию, позволяющую подниматься и спускаться по лестнице переменным шагом, практически без компенсирую­щих движений. Функ­ция walk-to-run позволяет осуществлять мгновенное переключение между обычной ходьбой и быстрым шагом или бегом. Коленный модуль Genium полностью влагозащищен и не подвержен коррозии даже в соленой морской воде. С ним пациент может, не снимая протеза, принять душ, искупаться.
  5. Symbionic Leg. Это полностью бионическая нога разработки компании Ossur. Для ее работы используется объединенный мощный источник питания, а также управление от одного микропроцессора как стопой, так и электронным суставом колена. Такое сочетание современных технологий позволяет социализировать и возвращать в строй самых сложных пациентов с короткими культями бедер и двусторонними ампутациями. Symbionic Leg позволяет не только антропоморфно передвигаться, но и подниматься и спускаться по лестницам, заниматься спортом, вести целеустремленный активный образ жизни.

Подписывайтесь на канал «Инвест-Форсайта» в «Яндекс.Дзене»

Бионические протезы: кто создаёт киборгов в России?

Оксана Чичвархина, маркетолог «Орто-Космос», поделилась с Rusbase историей компании, которая началась в 1992 году и связана с выходом постановления Правительства Советского Союза о переходе на модульную систему протезирования (до этого протезы создавались по-старинке и представляли собой шинно-кожаные изделия). Правительство требовало запустить в производство отечественные стандартизированные модули, которые могли бы соединяться с модулями любых производителей. Эта задача была поручена Министерству общего машиностроения, которое в свою очередь делегировала работу ракетно-космической корпорации (РКК) «Энергия» имени Сергея Королёва, поскольку именно это предприятие обладало достаточно сильным конструкторским бюро. Сегодняшний «Орто-Космос» является наследником испытательного центра РКК «Энергия», занимавшегося тестированием протезных разработок. Отсюда связь названия компании с космосом.

Испытательный центр долгое время базировался в Королёве, но когда «вырос» из занимаемой площади, разработчикам пришлось искать новое помещение, и компания переместилась в Мытищи. Сегодня «Орто-Космос» продолжает комплектовать протезы, в том числе бионические, состоящие из модулей разных производителей, благодаря чему достигается максимальное удовлетворение нужд каждого отдельного пациента.

Большая часть работы в «Орто-Космос» сфокусирована на индивидуальной разработке гильз — мест соединения конечности и протеза. Очень важно, чтобы гильза была удобной, не натирала и позволяла пациенту пользоваться протезом длительное время без ощущения дискомфорта. Помимо сбора и установки протезов, большое внимание уделяются обучению пациентов. «Бывает так, что человека отправляют в ближайшую протезную мастерскую, где он получает совершенно неудобный протез, от которого портится походка, возникают постоянные боли в пояснице. Человека не учат правильно ходить и не обучают пользоваться протезом, и в дальнейшем, привыкая, он не способен переучиться», — объясняет Оксана.

ПРОТЕЗЫ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ — Государственное бюджетное учреждение города Москвы «Ресурсный центр для инвалидов» Департамента труда и социальной защиты населения города Москвы

Причиной потери ног могут стать не только травмы, но и различные заболевания, а также врожденные недоразвития нижних конечностей. Но это вовсе не значит, что человек должен провести всю жизнь в инвалидном кресле.

Благодаря современным технологиям протезирования, для большинства пациентов отсутствие одной или обеих ног перестало быть приговором. Современные усовершенствованные протезы позволяют не только перемещаться без посторонней помощи, но и вести полноценный образ жизни.

В зависимости от степени ампутации и предназначения различают несколько видов протезов.

ЛЕЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНЫЕ, или ПЕРВИЧНО-ПОСТОЯННЫЕ ПРОТЕЗЫ

При первичном протезировании пациентам назначают первично-постоянные протезы. Их еще называют лечебно-тренировочные. Такие протезы обеспечивают правильное формирование культи, с их помощью пациент учится ходить.

НЕМОДУЛЬНЫЕ, или КАРКАСНЫЕ ПРОТЕЗЫ

Немодульные протезы используют чаще всего возрастные пациенты. Эти ортопедические изделия назначают при всех уровнях ампутации. Немодульные протезы изготавливают из кожи или дерева по индивидуальным меркам. Из всех применяемых сегодня в протезировании видов немодульные протезы – самые сложные в изготовлении.

МОДУЛЬНЫЕ ПРОТЕЗЫ

Модульные протезы – самый распространенный сегодня вид ортопедических изделий. Различают пневматические, гидравлические и механические модули.  Благодаря специальной конструкции, коленный модуль способен максимально восполнить утраченный функционал конечности. Это позволяет пациенту довольно легко передвигаться и сохранять устойчивость.

ПРОТЕЗЫ С ВНЕШНИМ ИСТОЧНИКОМ ЭНЕРГИИ, или БИОНИЧЕСКИЕ

Модульные протезы с внешним источником энергии относят к высоко функциональным. Такие изделия, при хорошей физической подготовке пациента, помогают ему стабилизировать походку, улучшить статику всего опорно-двигательного аппарата, преодолевать небольшие препятствия, осуществлять быстрое переключение между нормальной скоростью ходьбы и спортивным беговым шагом.

Такие  протезы программируются строго индивидуально.

Протезы с внешним источником энергии – самые дорогостоящие. Более того, они довольно тяжелые, требуют регулярной подзарядки, их необходимо беречь от механических повреждений и вовремя обслуживать.

ПРОТЕЗЫ ДЛЯ КУПАНИЯ

Специально разработаны протезы для купания, которые не боятся попадания воды в механизмы. Поэтому принимать любые водные процедуры необходимо именно с купальным протезом – он оснащен влагоотталкивающими элементами и водостойкими деталями.

ЭТАПЫ ПРОИЗВОДСТВА ПРОТЕЗОВ

Любой протез изготавливается для каждого конкретного пациента исходя из рекомендаций врача, которые основаны на множестве показателей: возраст, вес, уровень активности.

Первый шаг в производстве протеза любого типа — изготовление культеприемной гильзы. Для этого техник-протезист делает специальные замеры культи. По этим индивидуальным параметрам готовят гипсовый слепок, так называемый позитив. Затем изготавливают пробную гильзу, которую может примерить пациент. По ней осуществляют окончательную подгонку по размерам. Важно, чтобы культеприемная гильза была удобной для пациента, иначе процесс реабилитации и обучения ходьбе на протезе будет долгим и болезненным. Современные производители создают изделия с уникальным дизайном в зависимости от пожеланий пациента. После того, как гильза готова, техник-протезист начинает сборку изделия по рекомендованным параметрам. 

УХОД ЗА ПРОТЕЗОМ

Важно избегать излишней влажности и прямого попадания воды на протез. Необходимо содержать изделие в чистоте и помнить, что для некоторых видов протезов противопоказан резкий перепад температур. Даже мелкие механические повреждения могут привести к серьезной поломке, и если это произошло, следует обратиться на предприятие для сервисного обслуживания.

КАК ПОЛУЧИТЬ ПРОТЕЗ?

Обратившись в Территориальные центры социальной защиты населения по Вашему месту жительства, Вы сможете оформить направление на изготовление протезно-ортопедических изделий (а при отсутствии контрактов – оформить уведомление о дальнейшем обеспечении), а также получить информацию и консультацию о действующих государственных контрактах с предприятиями-производителями протезно-ортопедических изделий и порядок оформления компенсации в случае их самостоятельного приобретения.

Также за консультацией Вы можете обратиться в Государственное бюджетное учреждение города Москвы «Ресурсный центр для инвалидов» Департамента труда и социальной защиты населения города Москвы по телефону 8 495 674 47 58 или по адресу: город Москва, Новоостаповская улица, дом 6.

В Швейцарии разработали бионический протез ноги, позволяющий ощущать шаги — Общество

ЖЕНЕВА, 10 сентября. /ТАСС/. Международная группа ученых разработала бионический протез ноги, благодаря которому пациент ощущает при ходьбе прикосновение искусственной ступни к земле и сгиб искусственного колена. Чтобы добиться такого результата, специалисты соединили сенсоры протеза с нервными волокнами бедра. Об этом сообщил на своем сайте федеральный технический университет Цюриха (ETH Zurich), руководивший научными и инженерными изысканиями вместе с базирующейся в Лозанне технологической компанией SensArs.

В сообщении отмечается, что наличие «обратной связи» между бионическим протезом и нейронами существенно уменьшает нагрузку, которую испытывает человек при ходьбе. Ученые напоминают, что при использовании обычного протеза нет постоянного контроля за мускульной нагрузкой. Это существенно ограничивает мобильность людей, переживших ампутацию. Кроме того, у них могут возникать фантомные боли в ампутированной конечности.

Как заявила профессор ETH Zurich Станиса Распопович, бионический протез с нейронными имплантами был положительно оценен во время продолжавшегося три месяца эксперимента двумя его участниками, у каждого из которых нога ампутирована выше колена. Учеными был разработан алгоритм, преобразующий полученную от соприкосновения искусственной ступни с землей информацию в электрический импульс, поступающий в нервную систему человека. Этот сигнал нервы передают в мозг. Таким образом испытуемый может ощущать протез и адаптировать его под свои потребности в целях максимального удобства.

Ходьба с использованием бионического протеза требует меньше усилий. Кроме того, меньшую нагрузку испытывала нервная система: человек чувствует себя увереннее. Испытуемым не приходилось концентрировать все внимание на ходьбе, и они могли уделить больше внимания решению других задач. Ходьба по песку существенно ускорилась.

Разработанная учеными технология позволила также заняться лечением фантомных болей. До начала эксперимента оба испытуемых жаловались на такие боли. После курса нейростимуляции продолжительностью месяц у одного из пациентов боли существенно ослабли, а у другого исчезли полностью. Разработчики с оптимизмом расценивают такой результат, однако они считают, что необходимо продолжить испытания с участием большего числа волонтеров, чтобы накопить больше научных данных. В частности, компания SensArs намерена разработать беспроводной нейростимулятор, который можно было бы имплантировать в тело пациента по принципу кардиостимулятора.

Проектирование и разработка бионического протеза ноги

Актуальность

Инвалидность как социальное явление является актуальной проблемой современности и обуславливает появление такой категории населения, как инвалиды – люди с ограниченными возможностями здоровья. Ограничение жизнедеятельности выражается в полной или частичной утрате человеком способности или возможности нормально функционировать. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, более миллиарда человек, или около 15 % населения мира, живёт с какой-либо формой инвалидности; из них почти 200 миллионов испытывают серьезные трудности в функционировании, причём больше половины из них – это люди с ампутированными конечностями. По данным статистики, наиболее часто люди теряют ноги.

Изобретения в области протезирования долгое время имели лишь механический характер. Главные недостатки механических протезов: низкая функциональность, отсутствие какой-либо связи с организмом, негибкость и недолговечность. C появлением такого направления, как «биомехатроника», стала возможной разработка искусственных конечностей (бионических протезов), которыми можно будет управлять лишь силой мысли, а их функциональность будет соответствовать функциональности заменяемой конечности человека с максимальной точностью. Бионические протезы нижних конечностей – это современные многофункциональные модели, которые можно программировать для естественной ходьбы и других движений. Однако стоимость бионических протезов, разрабатываемых в основном зарубежными компаниями, является запредельно высокой для отечественного потребителя.

Цель

Проектирование и разработка бионических протезов нижних конечностей.

Задачи

  1. Изучить теоретические основы функционирования нижних конечностей.
  2. Сформулировать идею и общую концепцию проекта.
  3. Разработать модель бионического протеза в программной среде Fusion 360.
  4. Определить принцип передачи и обработки сигналов для управления бионическим протезом ноги.
  5. Разработать прототип бионического протеза ноги.

Описание

Авторы сформулировали общую идею проекта и изучили предметную область биопротезирования. Был разработан первый прототип с помощью 3D-принтера. Разработаны функциональные возможности протеза и изучены основы моделирования и проектирования в программе Компас-3D; изучены основы программирования платы Arduino, подключены сервоприводы к плате.

Определены и описаны функции проектируемого протеза, построены схемы работы и программирование Arduino, напечатаны разработанные части протеза. В итоге был собран протез и протестировано его программное обеспечение.

Результаты работы/выводы

В качестве основных практических результатов проекта представлены:

•  3D-модели составных частей бионического протеза ноги;

•  финальная сборка бионического протеза ноги;

•  готовый продукт для тестирования.

Изготовлен первый прототип протеза, разработана ступня, механизм её движений и адаптации под поверхность.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

ПензГТУ, ЦМИТ «ПРОГРЕСС», г. Пенза.

Награды/достижения

Хакатон «Технологии возможностей» − призер.

Мнение автора

«Это возможность «добить» проект при участии более квалифицированных товарищей и экспертов. Одна из задач, которую мы решили, была подсказана менторами. В частности, протез был снабжён сервоприводами, что позволило сделать носок более подвижным и тем самым существенно повысить устойчивость владельца при эксплуатации».

В ногу со временем – Огонек № 41 (5586) от 21.10.2019

Материалы подготовила Ирина Смоляга

Бионика — модное направление, которое включает в себя целый ряд систем, соединяющих технические устройства с живыми организмами. В последние годы многие исследователи в разных странах пытаются воплотить в жизнь давнюю мечту: заставить протез передавать ощущения так, как это делает обычная рука или нога. Цель — дать человеку осознать, что он использует собственную конечность, и тем самым восстановить чувство целостности. Считается, что утрата этого ощущения тяжело воспринимается как на физическом уровне — пациенты страдают фантомными болями, так и на моральном — человеку сложно вернуть чувство полноценности.

Кроме того, обычные протезы, не способные передать сенсорную информацию о движении и взаимодействии с землей, приносят массу неудобств: приходится постоянно думать о том, как поведет себя протез при следующем шаге, снижается уверенность походки и скорость ходьбы, а это порождает умственную и физическую усталость. Наиболее перспективный проект в области бионического протезирования —бионический чувствительный протез ноги. В конце сентября группа исследователей во главе с ETH Zurich и компанией SensArs анонсировала интерфейс, обеспечивающий сенсорную обратную связь между протезом и мозгом человека.

Как это работает

Под протез стопы помещена сенсорная стелька, которая передает информацию в контроллер, расположенный в районе колена. Оттуда к нервам пациента отправляются электрические сигналы, «переведенные» на язык мозга. Благодаря крошечным электродам, вживленным в бедренный нерв человека, они попадают прямо в мозг. Таким образом, центральная нервная система воспринимает сигналы, исходящие от искусственной конечности, как свои и, соответственно, регулирует ходьбу. Чтобы определить, решает ли восстановление нервной сенсорной связи проблемы, связанные с использованием обычного протеза, ученые провели исследование с участием добровольцев, у которых нога была ампутирована выше колена.

Тесты проводились на различной местности: на улице, в помещении, на песке, с включенной сенсорной связью и без. В результате испытаний выяснилось, что благодаря наличию обратной связи человек прикладывает меньше усилий при ходьбе, повышаются выносливость и скорость ходьбы. Пациенты почти без усилий даже могли подняться по лестнице, что считается высшим пилотажем. Также итогом исследования стало снижение фантомной боли до 80 процентов. В результате была доказана польза использования нейропротезов для восстановления сенсорной обратной связи, что дает обоснование для проведения более крупных популяционных исследований. Ученые надеются в скором времени сделать такую технологию доступной каждому.

Эксперт

Вживить навсегда

«Люди, использующие протез ноги, не знают точно, где находится их протез, как он движется или на какой поверхности он стоит. Из-за этого они при ходьбе слишком часто опираются на неповрежденную ногу, что снижает подвижность и повышает утомляемость. Поэтому для людей, использующих протез, простая прогулка по гальке или песку может оказаться очень утомительной. Кроме того, люди с ампутацией могут испытывать фантомные боли в конечностях, от которых зачастую не могут избавить лекарства.

Станиса Распопович, профессор Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, один из ведущих исследователей проекта по созданию бионического протеза ноги

Наш протез значительно снижает физическое и психическое напряжение, а также фантомные боли в конечностях, в то же время повышая устойчивость и скорость ходьбы. При движении бионическая нога физически ощутимо менее требовательна, о чем говорит заметное снижение потребления кислорода во время движения. Измеряя мозговую активность, наши исследователи доказали: передвижение с биопротезом в умственном плане дается легче. В рамках уже определенного четырехлетнего проекта мы планируем разработать беспроводное устройство нейростимуляции, которое можно полностью имплантировать, как кардиостимулятор, и которое можно будет вывести на рынок. В настоящее время еще трудно оценить, сколько будет стоить протез, когда попадет на рынок, так как при более высоком объеме производства цены заметно падают. Наша цель — достичь ценового диапазона, который будет покрываться страхованием здоровья и национальной системой здравоохранения. Будем надеяться, что скоро наши биопротезы будут доступны и в России».

Стартовало производство первого российского бионического протеза с коленным модулем


|

Поделиться

Разработка компании «Салют орто», резидента «Сколково» (группа ВЭБ.РФ), вернет людям с ограниченными возможностями естественную походку, позволит подниматься по ступеням и даже ездить на велосипеде. Презентация проекта прошла в Улан-Удэ в рамках экспедиции «Инновационная Россия».

Коленный модуль Steplife устанавливается в протез и используется при ампутации ноги выше колена. При этом у человека не просто появляется возможность ходить без посторонней помощи или костылей – походка вновь становится естественной. Протез позволяет подниматься по ступеням, ходить назад и даже ездить на велосипеде. За плавность работы механизма отвечает микропроцессор, который работает со скоростью 32 млн операций в секунду и обрабатывает сигналы с датчиков, установленных в протезе, тысячу раз в секунду. Контролировать настройки помогает специальное мобильное приложение.

Наталья Полушкина, вице-президент, исполнительный директор кластера биомедицинских технологий Фонда «Сколково», сказала: «C 2019 года, когда компания “Салют Орто” стала резидентом “Сколково”, команда проекта успела пройти путь от идеи до готового опытного образца. Необходимые исследования специалистам помогают проводить собственные центры протезирования и реабилитации в Улан-Удэ, Иркутске и Москве. Надеемся, что коленные модули Steplife будут доступны для большинства тех, кто нуждается в данных протезах, а саму компанию ждет успех не только на российском, но и на международных рынках».

Для пациента протез будет бесплатным – расходы по его установке возьмет на себя государство в рамках Федерального закона «О социальной защите инвалидов в Российской Федерации» и системы обеспечения инвалидов техническими средствами реабилитации. Поскольку отечественная разработка на 30-40% дешевле западных аналогов, получить современный протез в рамках выделенного на эти цели бюджетного финансирования сможет большее число людей.

Иван Худяков, генеральный директор группы компаний «Салют орто», отметил: «Основная цель проекта Steplife — предоставить людям с инвалидностью самые современные, удобные и функциональные протезы ног, которые позволят им продуктивно работать и вести активный образ жизни. До настоящего момента подобные протезы в России не производились, все модули импортировались из-за рубежа и были доступны лишь единицам. Steplife по характеристикам не уступает западным образцам, при этом значительно дешевле, а значит вернуться к привычному образу жизни смогут значительно больше россиян».

Уже в сентябре бионические коленные модули Steplife установят первым пациентам. Оставить заявку можно на сайте проекта. В дальнейшем «Салют Орто» намерена производить и устанавливать в России не менее сотни протезов в год. А на 2022-2023 годы намечен выход на зарубежные рынки.

Владимир Бахур

Бионические конечности и протезы в Чикаго

Что такое бионические конечности?

Бионические конечности — это протезы, которые работают, используя сигналы от мышц человека для плавного движения. Некоторые бионические конечности также полагаются на электрические сигналы от мозга и нервов для создания правильных движений. Эти конечности, такие как бионические руки, имеют либо электронное, либо механическое питание, а некоторые бионические возможности основаны на сочетании того и другого. В то время как традиционные протезы требуют для работы всей силы тела, бионические конечности обеспечивают гораздо большую поддержку и возможности, поскольку для их работы используются как мышцы, так и мозг.

Как работают бионические конечности?

Бионические конечности обычно работают, улавливая сигналы от мышц пользователя. Например, когда человек надевает бионическую конечность и сгибает мышцы выше или ниже конечности, датчики будут реагировать, чтобы вызвать соответствующее движение. Бионические конечности часто оснащены датчиками для обнаружения этих мышечных движений. Например, у вас есть бионическая рука. Когда вы надеваете руку, вы напрягаете мышцы, как обычно, чтобы разжать руку. Это посылает сигнал датчикам в бионической руке сгибать руку.

Большинство бионических конечностей имеют встроенные компьютеры, которые обнаруживают мышечные сигналы. Некоторые бионические конечности требуют имплантации датчиков в оставшиеся мышцы культи конечности. Этот тип бионической конечности является гораздо более продвинутым и позволяет пользователям управлять конечностью с помощью своего разума. Например, вы можете подумать о движении ноги, и ваша бионическая нога ответит движением.

Многие бионические конечности считаются «подключи и работай», что означает, что их можно легко надевать и снимать и использовать только при необходимости.Для работы бионических конечностей не требуется хирургического вмешательства, но многие конечности изготавливаются на заказ в соответствии со спецификациями мышц пользователей.

Этот тип протеза конечности дает пользователю максимальный контроль и адаптируется к тому, насколько быстро или медленно напрягаются мышцы. Когда мышцы напряжены более мягко, бионическая конечность будет реагировать медленнее. Когда мышцы напряжены быстро, конечность будет быстрее реагировать.

В чем разница между протезом и бионической конечностью?

Существует значительная разница между протезными и бионическими конечностями.Косметические протезы конечностей, которые являются основными доступными протезами, не обладают или почти не имеют функциональных возможностей и их просто носят, чтобы придать конечности естественный вид. Эти конечности не могут активно двигаться, и они требуют, чтобы пользователь полагался на свое тело, чтобы двигать конечностью.

Функциональное протезирование — это шаг вперед по сравнению с косметическим или пассивным протезированием, но все же для движения требуется сила тела. Функциональное протезирование обычно доступно как с питанием от тела, так и с электрическим приводом, при этом вариант с электрическим питанием полагается на батареи и двигатели для обеспечения движений.Этот тип протезов будет реагировать на обнаруженные движения мышц остаточной конечности или верхней части тела.

Бионическая конечность дает пользователю гораздо больше контроля и движения за счет использования датчиков и компьютеров, которые реагируют как на мысли, так и на движения мышц. Эта функция снимает большую часть нагрузки с тела пользователя и действует больше как настоящая конечность. В конечном итоге бионические конечности обеспечивают гораздо больше простоты и функциональности по сравнению с традиционными протезами конечностей и требуют меньших усилий от пользователя.

Типы бионических конечностей

Доступно несколько типов бионических конечностей, и тип, который вы выбираете, должен основываться на ваших общих целях мобильности. Вот несколько вариантов бионических конечностей, которые стоит рассмотреть:

Цифры iLimb и iLimb

Есть несколько вариантов iLimb и iLimb Digits на выбор. Эти бионические конечности представляют собой протезы рук и пальцев с несколькими суставами, которые включают в себя индивидуально моторизованные пальцы, а также большой палец, вращающийся вручную. Эти бионические руки легкие и простые в использовании, а также предлагают несколько функций, которые расширяют функциональность рук.

Симбионическая нога

Симбионная нога — это бионическая нога, в которой используются микропроцессорная стопа и колено для плавного движения. Эта 100% бионическая нога предназначена для людей с ампутациями выше колена и дает пользователям возможность ходить или бегать по разным ландшафтам, не требуя какой-либо компенсации со стороны пользователя.

Лапка BiOM

BiOM Foot предлагает передовую бионическую технологию для плавной ходьбы и передвижения стопы. Эта бионическая конечность оснащена системой BiOM, которая имитирует сухожилия и мышцы для естественных движений человека.Фактически, у пользователей будет такая же походка, как у людей без протеза стопы. Ступня BiOM Foot оснащена системой BiOM Ankle System для обеспечения потребности в энергии и уменьшения болей, болей и дегенерации суставов.

Где взять бионическую конечность?

Scheck & Siress предлагает широкий спектр вариантов протезирования, которые включают все вышеупомянутые бионические конечности и многое другое. Наши бионические продукты адаптированы к вашим потребностям, и мы тщательно оцениваем вашу профессию, уровень активности, вес и другие факторы образа жизни, которые влияют на тип бионической конечности, который лучше всего подходит вам, и тип жизни, который вы хотите вести.Мы также предоставляем вам множество ресурсов, которые гарантируют, что вы точно знаете, как ухаживать за своим устройством и обслуживать его на долгие годы.

Существует бесчисленное множество типов бионических конечностей на выбор в зависимости от вашего образа жизни и потребностей. От бионических конечностей для активного образа жизни до тех, которые обеспечивают большую поддержку менее мобильным людям, технология бионических конечностей постоянно развивается для обеспечения максимальной функциональности и разнообразия. Scheck & Siress здесь, чтобы удовлетворить все ваши потребности в бионических конечностях. Дайте нам знать, как мы можем помочь вам.

История Genium X3 Грэма | Ottobock UK

Грэм Смит провел более 10% своей жизни в больнице. Он потерял ногу в 2003 году в результате трагической аварии на мотоцикле, а через шесть недель после выписки из больницы он сразу же сел на велосипед. «Никогда не позволяйте страху мешать делать все, что вы хотите», — объясняет Грэм, который, несмотря ни на что, по-прежнему любит байки. «Никогда не позволяйте риску того, что может случиться с вами, помешать вам сделать это. Когда случается самое худшее, вы учитесь вставать, продолжать и продолжать.

За последние одиннадцать лет, живущих с ампутированной конечностью, Грэм не позволял ничему мешать ему заниматься любимым делом и вдохновлял всех, кто живет с потерей конечностей.

«Когда мне было четыре года, я увидел лазерное шоу в Брайтонском павильоне, и с тех пор все, чего я когда-либо хотел, — это заниматься светом», — сказал Грэм Смит. В 13 лет он начал работать в своем местном театре и стал одним из самых известных в мире инженеров по свету, гастролировал по миру и работал с некоторыми из ведущих музыкантов мира.«Я дорогой выключатель света, — шутит он, — но это все, что я когда-либо знал — я делаю это с тех пор, как окончил школу, и это то, чем я люблю заниматься».

Грэм также управляет девелоперской компанией, когда не гастролирует. «Я стараюсь делать столько же сам, настраивая кухни, устанавливая электрооборудование и снося стены, у меня есть свобода делать это с протезом — меня ничто не останавливает».

Грэм носит Ottobock Genium X3, установленный компанией ProActive Prosthetics, которая работает с Грэмом более 11 лет.Genium X3 — это самый технологичный в мире микропроцессор для коленного сустава, обеспечивающий максимально естественную походку инвалидам выше колена. Он водонепроницаем, предлагает новые режимы, недоступные ранее, и практически непроницаем для пыли и грязи. Genium X3 предлагает больше физических возможностей, чем любой другой протез ноги, включая бег, ходьбу задом и переход через препятствия естественным образом. Он интуитивно выполняет все действия, которые мы считаем само собой разумеющимися, такие как подъем по лестнице с шагом, блокировка, когда мы стоим на месте, и даже удобное сидение со скрещенной ногой.

«Я выбрал Genium X3, потому что во время гастролей мне нужна нога, которой я могу доверять», — объясняет Грэм. Я всегда сижу на строительных лесах и рискую быть брошенным в бассейн взволнованным посетителем фестиваля, и я работаю на открытом воздухе, поэтому мне нужна нога с хорошим временем автономной работы, которая вписывалась бы в мой разнообразный образ жизни. Я не хотел, чтобы моя жизнь была ограничена ногой «.

Грэм также входит в первую в Великобритании команду по пейнтболу для инвалидов. «Мы играем на международном уровне», — объясняет он.«Вам нужно быть подвижным, мобильным, уметь выдерживать удары и подниматься, но мы, инвалиды, привыкли к этому», — смеется он. «Тебе больно, ты падаешь, но часть жизни берет себя в руки и продолжает жить. В этом вся суть жизни «.

Чтобы увидеть Грэма в действии, посмотрите видео выше или посетите страницу Genium X3.

Bionic Leg Memphis

Human Technology — одна из первых компаний в стране по производству и продаже протезов высшего качества.Мы разрабатываем бионическую ногу в Мемфисе по индивидуальному заказу, исходя из истории болезни, хобби и призвания каждого клиента.

Сколько стоит бионическая нога?

Протез ноги помогает восстановить движение у пациентов, перенесших ампутацию ноги. Протез или бионическая нога бывает разных конструкций и цен. Базовые устройства помогают пациентам ходить, а компьютеризированные ноги позволяют пациентам бегать и заниматься интенсивными видами спорта. Базовая бионическая нога может стоить от 8 000 до 10 000 долларов, а усовершенствованная компьютеризированная модель может стоить от 50 000 до 70 000 долларов и более.

Если у вас есть медицинская страховка, вы получите покрытие в размере 10% -50% от общей стоимости. Страховое покрытие, которое вы получаете от своей страховой компании, может варьироваться в зависимости от вашего уровня ампутации, состояния здоровья и других медицинских потребностей. Кроме того, протез ниже колена с основными функциями может стоить от 5000 до 7000 долларов. Продвинутая модель, позволяющая пациенту подниматься по лестнице, может стоить 10 000 долларов и более. Мы одни из немногих продавцов протезов конечностей, которые производят бионические ноги на заказ в Мемфисе.

Преимущества бионической ноги

Протез ноги крепится к телу с помощью втулки. Это облегчит передачу веса тела на устройство и землю. Он предлагает несколько преимуществ людям, перенесшим ампутацию ноги. Некоторые из них включают:

  • Обеспечивает полную подвижность суставов и устойчивость ноги.
  • Он значительно облегчает ходьбу, не вызывая боли, раздражения или проблем с кожей.
  • Вы начнете чувствовать, что протез — это часть вашего тела
  • Улучшает качество жизни людей, перенесших ампутацию конечностей.
  • Позволяет ходить на большие расстояния и заниматься спортом и обычными занятиями без каких-либо затруднений.
  • Повышает комфорт сидения и сна
  • Легко прикрепить и снять

Кроме того, он может улучшить вашу общую стабильность, контроль и выносливость.Мы проектируем все наши протезы по индивидуальному заказу, исходя из конкретных потребностей, предпочтений, образа жизни и призвания каждого человека.

Советы по уходу за протезами конечностей

Остаточная конечность склонна к потоотделению, особенно если вы используете протез с пластмассовой втулкой. Это может привести к росту бактерий, которые могут вызвать различные проблемы с кожей. Вы можете предотвратить рост бактерий, сбрызнув культю антиперспирантом, отпускаемым без рецепта, или пищевой содой.Это также поможет избавиться от неприятного запаха и пота.

Крайне важно носить протез большую часть времени, чтобы остаточная конечность прижилась к гнезду. Кроме того, всегда держите наготове протезные носки, чтобы вы могли сменить их, когда почувствуете сырость от чрезмерного потоотделения.

Позвоните в Human Technology сегодня, чтобы получить дополнительную информацию о нашей бионической ноге в Мемфисе. Мы производим и продаем высококачественные протезы выше и ниже колена, а также изготовление ортопедических изделий для детей, взрослых и пожилых людей.

Бионическая нога Мемфис

человек с ампутированными конечностями сливаются со своей бионической ногой — ScienceDaily

Ученые помогли трем инвалидам слиться со своими бионическими протезами, когда они преодолевают различные препятствия, не глядя. Инвалиды с ампутированными конечностями сообщают, что используют и чувствуют свою бионическую ногу как часть своего тела благодаря сенсорной обратной связи от протеза ноги, которая доставляется к нервам в культи ноги. Несколько лет назад Джурица Ресанович потерял ногу в результате аварии на мотоцикле, в результате которой ему ампутировали выше колена.Благодаря новой технологии нейропротезирования ноги Ресанович был успешно объединен с его бионической ногой во время клинических испытаний в Белграде, Сербия.

«Спустя столько лет я снова почувствовал свою ногу и ступню, как будто это была моя собственная нога», — сообщает Ресанович о прототипе бионической ноги. «Это было очень интересно. Вам не нужно концентрироваться, чтобы ходить, вы можете просто смотреть вперед и шагать. Вам не нужно смотреть, где находится ваша нога, чтобы не упасть».

И снова ходьба с инстинктом

Ученые из европейского консорциума, возглавляемого швейцарскими учреждениями, ETH Zurich и дочерней компанией EPFL SensArs Neuroprosthetics, с клиническими испытаниями в сотрудничестве с учреждениями в Белграде, Сербия, успешно охарактеризовали и внедрили технологию бионической ноги с тремя инвалидами.Результаты опубликованы в сегодняшнем выпуске журнала Science Translational Medicine.

«Мы показали, что для управления бионической ногой требуется меньше умственных усилий, потому что человек с ампутированной конечностью чувствует, как будто его протез принадлежит его собственному телу», — объясняет Станиса Распопович, профессор ETH Zurich и соучредитель отделения EPFL SensArs Neuroprosthetics. кто руководил исследованием.

Он продолжает: «Это первый в мире протез для людей с ампутированными ногами выше колена, оснащенный сенсорной обратной связью.Мы показываем, что обратная связь имеет решающее значение для облегчения психологического бремени ношения протеза конечности, что, в свою очередь, приводит к повышению производительности и простоте использования ».

Надев повязку на глаза и беруши, Ресанович мог чувствовать прототип своей бионической ноги благодаря сенсорной информации, которая передавалась по беспроводной сети через электроды, хирургически помещенные в неповрежденную нервную систему культи. Эти электроды протыкают неповрежденный большеберцовый нерв, а не оборачиваются вокруг него. Этот подход уже доказал свою эффективность для исследований бионической руки под руководством Сильвестро Мицеры, соавтора публикации, кафедры трансляционной нейроинженерии Фонда Бертарелли EPFL, профессора биоэлектроники в Scuola Superiore Sant’Anna и соучредителя SensArs. Нейропротезирование.

Ресанович продолжает: «Я мог сказать, когда они коснулись [большого пальца ноги], пятки или любого другого места на ступне. Я даже мог сказать, насколько согнуто колено».

Ресанович — один из трех пациентов с ампутацией ноги, все с трансфеморальной ампутацией, которые участвовали в трехмесячном клиническом исследовании по тестированию новой технологии бионической ноги, которая буквально делает нейроинженерию шаг вперед, обеспечивая новое многообещающее решение для этого крайне инвалидизирующего состояния, которое затрагивает больше людей. более 4 миллионов человек в Европе и США.

Благодаря детальным ощущениям от подошвы искусственной стопы и от искусственного колена, все три пациента могли преодолевать препятствия, не глядя на свои протезы во время ходьбы. Они могли споткнуться о какие-либо предметы, но при этом снизить риск падения. Что наиболее важно, визуализация мозга и психофизические тесты подтвердили, что мозг меньше задействован бионической ногой, оставляя больше умственных способностей, доступных для успешного выполнения различных задач.

Эти результаты дополняют недавнее исследование, которое продемонстрировало клинические преимущества бионической технологии, такие как уменьшение фантомной боли и усталости в конечностях.

Бионическая нога: от прототипа до продукта

«Мы разрабатываем технологию сенсорной обратной связи для улучшения протезных устройств», — объясняет Франческо Петрини, генеральный директор и соучредитель SensArs Neuroprosthetics, который руководит усилиями по выводу этих технологий на рынок. «Необходимо провести исследование продолжительностью более 3 месяцев с большим количеством субъектов и с оценкой на дому, чтобы получить более надежные данные, позволяющие сделать клинически значимые выводы об улучшении здоровья и качества жизни пациентов.«Этот проект частично финансировался NCCR Robotics и Фондом Бертарелли.

Как работает бионическая нога: связь между телом и машиной

Фундаментальный принцип нейроинженерии — это слияние тела и машины. Он включает в себя имитацию электрических сигналов, которые нервная система обычно получала бы от собственной настоящей ноги человека. В частности, прототип бионической ноги оснащен 7 датчиками по всей подошве стопы и 1 датчиком на колене, который определяет угол сгибания.Эти датчики генерируют информацию о прикосновении и движении протеза. Затем необработанные сигналы преобразуются с помощью интеллектуального алгоритма в биосигналы, которые доставляются в нервную систему культи, в большеберцовый нерв через интраневральные электроды, и эти сигналы достигают мозга для интерпретации.

Внутрирубные электроды — ключ к нейропротезированию

«Мы считаем, что интраневральные электроды являются ключом к доставке биосовместимой информации в нервную систему для огромного числа нейропротезных применений.«Перевод на рынок не за горами», — объясняет Сильвестро Мисера, соавтор публикации, заведующий кафедрой трансляционной нейроинженерии Фонда Бертарелли EPFL, профессор биоэлектроники в Scuola Superiore Sant’Anna и соучредитель SensArs Neuroprosthetics. Мицера продолжает внедрять инновации в области трансляционной нейробиологии с использованием интраневральных электродов, таких как бионическая рука, стимуляция зрительного нерва и стимуляция блуждающего нерва для пациентов, перенесших трансплантацию сердца.

Шаг вперед для Bionic Legs

В то время как протезы могут восстанавливать подвижность у людей с ампутированными нижними конечностями, современное состояние техники страдает многочисленными ограничениями.Стандартные протезы не дают пользователю никакой полезной обратной связи, что приводит к ухудшению подвижности, высокому риску падений и, в некоторых случаях, к отказу от протеза. Новое совместное исследование, проведенное различными европейскими институтами, показывает многообещающие предварительные результаты трех людей с ампутированными конечностями, предполагающие, что добавление сенсорной обратной связи к протезам может значительно улучшить их функциональность.

Во время ходьбы ноги отправляют в мозг различную сенсорную информацию, которая используется для корректировки движения, чтобы избежать препятствий, подняться по лестнице или изменить направление.Эта сенсорная информация включает прикосновение и давление на ступню и ногу, вибрацию и растяжение мышц. Поместив датчики давления на стопу протеза и дополнительный датчик, который измеряет угол наклона колена, нейроинженеры смогли извлечь важную сенсорную информацию из протеза. Следующей задачей было выяснить, как передать эту информацию нервной системе. Ученые хирургическим путем имплантировали устройства, которые могли посылать электрические сигналы в седалищный нерв (основной источник сенсорной информации от ног), и нашли подходящие условия для имитации нормальных ощущений давления или сокращения мышц.С помощью специального программного интерфейса информация с датчиков «переводилась» на язык нервной системы и доставлялась в мозг в режиме реального времени.

Чтобы проверить эффективность их конструкции, этот интерфейс был имплантирован трем пациентам с ампутированными конечностями, которые выполнили задачи по восхождению по лестнице, избеганию препятствий и ходьбе по прямой. Восстановление обратной связи от стопы и колена улучшило скорость движения, снизило частоту падений и улучшило ловкость у всех участников. Кроме того, люди с ампутированными конечностями могли более эффективно сосредоточиться на задаче со слухом во время ходьбы при наличии обратной связи, чем без нее, что позволяет предположить, что протез более естественным образом интегрирован и требует меньше постоянных умственных усилий для работы.

Эти результаты являются предварительными, так как они были получены только от трех участников, поэтому для подтверждения потенциальных улучшений необходимо большее число. Тем не менее, даже ограниченная сенсорная обратная связь показала существенные преимущества, и добровольцам не требовалось специальной подготовки для использования протезирования, что позволяет предположить, что сенсорно-интегрированные устройства являются многообещающим следующим шагом в восстановлении подвижности людей с ампутированными конечностями.

Управляющий корреспондент: Эндрю Т. Салливан

Статьи в прессе: Ампутанты сливаются с их бионической ногой, Science Daily

Бионические ноги с сенсорной обратной связью стирают грань между биологией и технологиями, Technology Networks

Бионическая нога, которая обещает полностью «соединить человека с машиной», The Telegraph

Оригинальная статья в журнале: «Повышение функциональных способностей и когнитивной интеграции протеза нижней конечности», Science Translational Medicine

Изображение предоставлено: GollyGforce, Flickr, под лицензией Creative Commons Attribution 2.0 Общая лицензия

Протез ноги, прикрепленный к нервам, ощущается как часть тела

Руби Проссер Скалли

Волонтер использует протез ноги с датчиками на нижней части стопы

Francesco M. Petrini

Протезы ног с датчиками помогают людям избегать невидимых препятствий под ногами. Три человека, которым ампутировали ногу, обнаружили, что они воспринимали такие протезы как продолжение собственного тела и могли подниматься по лестнице быстрее, чем с обычным протезом ноги.

Протезы часто бросают из-за низкой подвижности людей при их использовании. Устройства не восстанавливают ощущения, заставляя людей полагаться на прикосновение к культю, встречающемуся с гнездом.

Станиса Распопович из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе и его коллеги модифицировали имеющийся в продаже протез ноги, добавив датчики к стельке на стопе и внутри колена. Затем электрические сигналы из этих областей передавались через крошечные электроды, имплантированные в нервы бедра участника.

Когда ступня касается земли или когда колено сгибается, эти нервы передают сигналы в мозг и позволяют человеку быстрее и точнее регулировать ходьбу.

Команда недавно обнаружила, что этот протез ноги помог двум людям меньше чувствовать усталость и фантомную боль в конечностях и помог им ориентироваться на открытом воздухе быстрее, чем когда датчики не были включены.

В этом исследовании команда Распоповича обнаружила, что участники с завязанными глазами могли определить, к какой части их стопы прикасаются примерно в 90% случаев.

Затем участники попробовали ноги, поднимаясь по лестнице и преодолевая препятствия, которые они не могли видеть. «Эти задачи чрезвычайно трудны для людей с традиционными протезами», — говорит Распопович.

Участники смогли подниматься и спускаться по лестнице в среднем на 30 процентов быстрее, когда был включен сенсорный ввод. Точно так же у них была в семь раз больше шансов упасть на невидимый объект без ввода с датчиков.

В последние годы технологии протезирования конечностей стремительно развиваются.Различные типы управляемых протезов преобразуют электрические сигналы мозга или тела в движения устройства, что особенно полезно для управления тонкими движениями руки.

Одна группа в Великобритании разработала бионическую руку, которая использует искусственный интеллект для автоматического захвата объектов, что ускоряет обучение управлению этими протезами.

Ссылка на журнал: Journal: Science Translation Medicine , DOI: 10.1126 / scitranslmed.aav8939

Подробнее по этим темам:

Новый киборг: самая продвинутая бионическая нога в мире

Мир протезирования быстро развивается. Нет сомнений в том, что исследователи, врачи и инженеры хотят разработать более эффективные роботизированные конечности, которые могут помочь парализованным и инвалидам жить не только более комфортно, но и более нормальной жизнью. Вопрос — как?

Протезирование воплотилось в жизнь по-разному, и последние разработки больше напоминают научно-фантастическое изображение будущего.И большая часть этой технологии предназначена для имитации нашего тела и восстановления утраченных функций.

Но что, если мы пойдем дальше? Что, если вместо того, чтобы полагаться на наше тело в управлении технологией, мы решили позволить технологиям думать самостоятельно? Именно это и решили воплотить в жизнь доктор Томмазо Ленци и его исследователи из лаборатории бионической инженерии Университета штата Юта. А их бионическая нога, управляемая искусственным интеллектом, изменит будущее современного протезирования.

Взгляд на бионическую ногу с искусственным интеллектом.

Познакомьтесь с Алеком Макморрисом, новым киборгом

Сегодня Алек — футбольный тренер в средней школе, защитник пациентов в Fit Prosthetics, а также подопытный для одной из самых передовых роботизированных конечностей на планете. Как он сюда попал?

Алек с пассивным протезом ноги. Бионическая нога с питанием от искусственного интеллекта только однажды вышла за пределы лаборатории — для съемок этого эпизода. Когда Алек не в лаборатории для тестирования, он должен носить эту ногу.

В 2013 году Алек ехал на работу холодным утром в Юте, когда увидел, что его двоюродный брат разбил свою машину впереди.Алек остановился, чтобы помочь, вылезая из своей машины, и был сбит другим водителем, неуправляемым, двигаясь со скоростью 85 миль в час.

Алек находился на аппарате жизнеобеспечения в течение 5 дней, страдая от серьезных внутренних и внешних травм, разрыва в сердце и инфекции в ноге. В конце концов Алека ампутировали правую ногу. Как говорит Алек: «Я должен был умереть. Я должен был умереть несколько раз». В положении, которое большинство сочло бы совершенно изнурительным, Алек нашел цель.

«Когда вы пережили такую ​​травму и потеряли конечность — буквально, часть вас — тогда вы знаете, у меня здесь должна быть какая-то цель.»

Алек МакМоррис

В этом эпизоде ​​наша команда имела возможность увидеть Алека в лаборатории доктора Лензи, который тестировал одно из самых передовых протезов в мире способами, которые никогда раньше не делались. Обычно Алек носит пассивный протез. Но сегодня, когда он входит в лабораторию доктора Лензи, он меняет свою обычную ногу на бионическую ногу с искусственным интеллектом, чтобы дать новую свободу инвалидам.

Понимание ограничений существующих протезов ног

Самый простой Искусственная конечность — это пассивный протез, который считается косметической реставрацией, но обеспечивает пользователю не более чем базовую функцию.Подумайте, ногу для поддержки стоя или руку, чтобы заполнить обычную одежду. В последнее время все более широко используется электрическое протезирование. Они зависят от ручного управления пользователем, обычно в форме преувеличенных движений тела, и обеспечивают больше функций для людей с ампутированными конечностями.

Механические протезы обычно делаются так, чтобы имитировать их биологические аналоги с точки зрения веса и выходной мощности. Это кажется справедливым — если кто-то потерял конечность, почему бы не создать точную копию, которую пользователь может контролировать? Одна из основных проблем заключается в том, что электрические протезы не сильно улучшают функциональность пассивных протезов конечностей.И во многих случаях как пассивное, так и силовое протезирование фактически замедляло работу пользователей и вызывало физическую нагрузку на другие части тела.

На съемочной площадке с Алеком он объяснил некоторые ограничения, пытаясь сделать что-то столь же простое, как перешагивание через небольшое препятствие пассивным протезом ноги. «Если я собираюсь перешагнуть (что-то), это будет большой поворот … или сделаю шаг и получу высокий клиренс в спине … Делая такие вещи, знаете ли, это вызывает напряжение здесь, на моей спине, моей бедра, все.

Доктор Лензи называет Алека сотрудником, а не просто подопытным.

Что отличает эту бионическую ногу?

«Мы выигрываем в этой игре, используя подход, который полностью отличается от нашей биологической ноги … Мы решили передать мозг бионической ноге».

Доктор Томмазо Ленци

Доктор Ленци решил бросить вызов традиционному подходу к протезированию. Чтобы разработать роботизированную ногу, которую вы видите сегодня, он внес два основных изменения.

1 — Доктор Лензи решил создать протез с электроприводом, который даже легче биологической ноги человека. Его нога почти вдвое меньше любого аналогичного механического протеза.

2 — Там, где большинство протезов контролируется пользователем — вручную или с помощью сенсорных нервных манжет — доктор Лензи позволяет ноге думать сама за себя.

По сути, бионическая нога доктора Лензи представляет собой легкое автономное устройство, которое работает в симбиозе со своим пользователем, считывая его нормальные движения тела.

Сара Худ, доктор философии Кандидат в лабораторию бионической инженерии в Юте работает с доктором Лензи специально над взаимодействием между роботом и людьми.

«К нам пришел человек с ампутированной конечностью, чтобы прогуляться на роботе. И это звучит безумно, если выразить это в этих словах. Кто-то войдет и набросится на это. И вы должны верить на все 100%. в работе, которую вы сделали «.

Сара Худ, доктор философии. Кандидат

Внутри легкой бионической ноги доктора Лензи.

Будущее продвинутого протезирования

Алек МакМоррис — больше, чем простой испытуемый инженерного прогресса. Его считают сотрудником лаборатории бионической инженерии Университета Юты, помогая определить путь к будущему мобильности. Алек говорит, что его работа в этом исследовании — вселять в людей надежду.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *