- 10.12.2017
Достижения протезирования
В настоящее время ведутся разработки бионических систем, которые могут получать сигналы непосредственно от нервных окончаний, что может существенно ускорить что может существенно ускорить быстроту реакции механической части протеза, однако это скорее вопрос будущего.
Исландская компания Össur, занимающаяся биоинженерией, а также разработкой, производством и продажей различной ортопедической продукции и протезов, объявила об успешном создании бионического протеза ноги, управляемого человеческим мозгом. Новая технология использует специальные имплантируемые сенсоры, которые посылают беспроводные сигналы во встроенный в искусственную конечность микрокомпьютер, позволяя человеку управлять ею практически на уровне подсознания, обеспечивая быстрый и естественный отклик и движения.
Протезы, управляемые мышечными импульсами, появились еще в конце 1960-х годов, однако данная технология до сих пор имеет ряд ограничений. Принцип ее работы основан на установке и использовании на коже специальных сенсоров, которые улавливают электрические разряды и позволяют на их основе управлять, например, искусственной рукой. Проблема заключается в том, что эти сенсоры улавливают электрические импульсы не одной отдельной мышцы, а всех сразу. Это в свою очередь снижает производительность искусственной конечности и требует от человека огромной практики, чтобы правильно управляться с протезом. Кроме того, такие протезы очень медлительны, неудобны, неточны и, в конце концов, совершенно непохожи на естественные конечности.
Одним из решений этого вопроса может являться использование более точных сенсоров, позволяющих управлять протезом силой мысли человека. Данный метод уже показал некоторые успешные результаты в случае с протезами верхних конечностей, однако с нижними конечностями успехи выглядели совсем не радужно.
Суть проблемы заключается в том, что управлять верхними искусственными протезами можно более сознательно, чем нижними. Мы используем руки для того, чтобы что-то взять, поднять или прикрутить. Другими словами, мы совершаем более координированные действия. Однако ноги мы используем для ходьбы, и управляем мы ими менее сознательно, фактически на уровне рефлексов, которые посылаются в качестве команд спинным, а не головным мозгом.
Например, когда мы надеваем носки на ноги, то мы не думаем о всех тех сложных сериях движений, которые выполняются в этот момент. Мы просто натягиваем носки под воздействием интуиции и согласно нашим рефлексам. Ноги в этом случае сами делают то, что они должны делать. Однако без этого автоматического контроля со стороны нашей нейромышечной системы даже обычное перешагивание через порог будет каждый раз восприниматься нами как большое достижение.
Новая технология Össur управления нижними искусственными конечностями разработана с учетом совместимости с линейкой ее бионических протезов ступней, коленей и ноги в целом. Эти компьютеризированные «умные искусственные конечности» способны в реальном времени самостоятельно понимать необходимость в тех или иных настройках, чтобы обеспечить человеку максимальный комфорт, скорость и эффективность использования по той или иной поверхности.
Основой системы управления таким протезом являются имплантируемые в протезируемую конечность миоэлектрические сенсоры (IMES), разработанные в организации Alfred Mann Foundation. Размером со спичку эти сенсоры имплантируются в определенные оставшиеся мышцы в культе. Находящийся в протезе специальный ресивер принимает передаваемые на сенсор мышцами импульсы и беспроводным способом передает их на микрокомпьютер протеза. В этом случае вся система искусственной конечности действует как один единый кибернетический имплантат, сигналы на который подаются спинным мозгом. В результате человеку не требуется осознанно выполнять те или иные действия для управления искусственной конечностью. Протез управляется практически на подсознательном уровне.
источник http://touchbionics.com, https://www.ossur.com/corporate/
Сегодняшнее протезирование оказывает большую помощь людям, которые, случайно или в результате заболевания, потеряли конечность.
Новейшее поколение этих устройств обещает предложить гораздо больше реализма и больше возможностей. В мае 2015 производитель Ossur на пресс-конференции в Копенгагене представил бионический протез ноги на основе технологии имплантированного миоэлектрического датчика (IMES), протез с моторизованной лодыжкой с батарейным питанием. Движения протеза можно просто контролировать с помощью мозга. По сути это, носимый робот, с алгоритмами и датчиками, которые автоматически регулируют угол стопы в разных точках шага пользователя.
Когда электрический импульс от его мозга достигает основания его ноги, пара сенсоров, встроенных в его мышечную ткань, соединяет нейронные точки и передает по беспроводной сети этот сигнал на протез. Так как команда достигает ноги до того, как остаточные мышцы пользователя фактически сжимаются, нет никакого противоестественного отставания между намерением и действием.
В настоящее время проводятся широкомасштабные клинические испытания в надежде выйти на рынок в ближайшие годы.
В дополнение к предлагаемым движениям, которые являются почти такими же реалистичными, как и натуральные, протезирование IMES может помочь человеку предотвратить атрофию мышц пораженной конечности.
Возврат к списку