ENG
Мнение, Технологии

Бионическое протезирование ног: современные возможности

Максим Гусев

Максим Гусев

Руководитель отдела протезирования нижних конечностей и патологии стопы протезно-ортопедического центра «Сколиолоджик.ру»

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. 

Бионическое протезирование ног: современные возможностиБионика (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»

Вам понравился этот текст? Вы можете поддержать наше издание, купив пакет информационных услуг
Загрузка...
Предыдущая статьяСледующая статья