Как протез-трансформер поможет россиянам?
© Ferra / Kandinsky
Россия — одна из тех стран, где протезы конечностей крайне востребованы. Около 200 тысяч наших сограждан имеют протезы, и число их вероятно будет расти : диабет, различные инфекции, артериальные заболевания — всё это может привести к ампутации конечностей.
После ухода западных компаний российские производители начали активно развивать свои модели протезов: цены стали доступнее, а качество возросло. Теперь производство оптимизируют и будут самостоятельно изготавливать комплектующие, а значит, и протез можно сделать индивидуальный без заоблачных наценок, да и с ремонтом проблем не будет — всё рядом.
Хоть и стало доступнее, но цена всё ещё важный для населения критерий : новомодные «умные» протезы могут стоить до нескольких миллионов, а цены на простые модели начинаются от 10 тысяч рублей.
Простых протезов, к примеру нижних конечностей, приобретать приходится несколько вариантов: для домашнего использования, длительной прогулки на улице, плавания. И в каждом случае нужно именно новое изделие, просто прикрутить стопу «для улицы» вместо «домашней» не получится. К счастью, российские учёные наконец-то нашли решение и создали протез-трансформер нижних конечностей.
Но для начала разберемся, какие протезы используют сейчас.
Как выглядят механические протезы
Краткий экскурс
Существует два типа протезов — электрические и механические, нас как раз и интересуют последние.
Бывают они нескольких типов:
- Одноосные
- Полицентрические
- Гидравлические
Одноосные — самый простые. Состоят они из культеприёмной гильзы, регулировочно-соединительного устройства, коленного модуля, несущего модуля для нагрузки и стопы. В целом, это самый бюджетный вариант для людей, которые только учатся ходить с протезом, но есть свои нюансы: весит он сравнительно много, поэтому и ходить тяжело, и сил, чтобы балансировать при при ходьбе, нужно приложить немало.
Полицентрические уже получше, они позволяют передвигаться человеку свободнее и быстрее, имеет несколько осей вращения, что даёт хорошую стабильность при медленной ходьбе. Садиться и вставать с ними можно без особых проблем, но такой тип протезов всё еще тяжелый, и требуется много усилий для баланса.
Пример гидравлического протеза
С гидравлическими ещё лучше. Благодаря поршням с цилиндрами повышается скорость передвижения и стабильность протеза. Этот вариант хорош для активных людей: с ним даже по лестнице спускаться не так тяжело, как с одноосным протезом. Есть и свои минусы: требуется частое техобслуживание, стоит он недешево(самый дорогой из механических вариантов), и к нему нужно привыкать.
Вариантов протезов существует достаточно. Казалось бы, зачем этот «трансформер» нужен? Всё просто — для каждой задачи нужно менять протез. Понятное дело, не все так делают. Например, с гидравлическим дома не побегаешь — суставы и мышцы будут травмироваться из-за нагрузки, а с одноосным передвигаться по городу неудобно, подходит он только для домашних условий. Теперь расскажем, как же разработка челябинских учёных сможет облегчить жизнь людям.
Учёный и его детище
Первый протез-трансформер
Особенность протеза-трансформера нижних конечностей заключается в том, что у него конструкция разборная, а не цельная, как у тех протезов, что есть на рынке: поменял один элемент искусственной стопы, и всё, никаких проблем. Человек сможет самостоятельно настроить протез под свои нужды.
При обычной ходьбе человек с протезом не особо ощущает силу удара на стопу, но стоит только увеличить скорость, шаг становится шире, а удар начинает ощущаться намного сильнее. Может появиться боль и неприятные ощущения, чтобы этого избежать, требуется смягчить силу удара.
Чтобы человек не ощущал боль от протеза при быстрой ходьбе, необходимо жесткость стопного модуля сделать плавно возрастающей. Для этого ему нужно всего лишь прикрутить другой пяточный компонент и можно спешить по делам. Вернувшись, пациент может поставить «домашний» пяточный компонент, чтобы было комфортно передвигаться по квартире. Таких «пяточек» можно сделать несколько и прилагать в комплекте к основному протезу, чтобы дома человек сам подбирал то, в чем ему комфортно заниматься своими делами. Ему больше не нужно будет обращаться в сервисный центр, когда он захочет на прогулку. Дополнительно к «домашнему» варианту можно прикрепить снизу резиновый буфер, который также поможет сильнее отталкиваться от поверхности при быстрой ходьбе за счёт нужного возрастания жёсткости.
Стопа протеза состоит из двух компонентов: пяточной и передней пластины из стеклопластика, толщина которой буквально пара миллиметров. У иностранных моделей такие пластины состоят из множественного углепластика, что делает протез дороже.
Вдобавок ко всему, протез-трансформер будет дольше служить из-за того, что нижняя конечность изготовлена из стеклопластика и эпоксидной смолы. Причём стеклопластик накладывают так, что нижняя часть протеза будет намного прочнее и гибче, чем у вариантов с углепластиком. Уже провели первые испытания: изделие без проблем выдержало нагрузку в 300 кг.
Как выглядят сменные детали
На этом плюсы новинки не заканчиваются: например, она убережет человека от падения из-за камней под ногами или неровностей — в ней есть специальные разрезы, которые улучшают сцепление с дорогой И весит такой протез ощутимо меньше! Разработчики поменяли металлическую трубку, имитирующую кость голени, на стеклопластиковую
Также для удобства можно изготовить индивидуальные сменные компоненты. Делают это с помощью измерителя биомеханических параметров от Xsens: на компьютере фиксируют, как распределяется вес на ноги, походку человека, расположение позвоночника и какая на него идёт нагрузка. Нужно это для того, чтобы можно было выявить асимметрию тела и подобрать нужные компоненты.
Мы получаем информацию о пространственно-временных параметрах движения, таких как ускорение, скорость, положения по осям XYZ каждого сегмента тела и их изменениях при каждом двигательном цикле. Созданная нами база данных кинематики позволяет прогнозировать необходимый уровень жесткостных и амортизационных параметров протеза. По мере изменения уровня двигательной активности пользователя и/или изменения, например, его массы, мы можем менять элемент протеза, тем самым «подгоняя» его под изменившуюся биомеханику
Так что, даже человека с индивидуальными особенностями тела сможет без проблем заказать протез под себя.
Для запуска в серийное производство осталось только пройти сертификационные испытания и провести тест-драйв с добровольцами.
Трансформировался бы — были бы выгодные предложения
А ведь давно разработали «умные протезы»…
Странно, что только сейчас разработали протез, который облегчит жизнь людям и сэкономит денежки. В мире давным-давно разработали умнейшие протезы, которые управляются силой мыслью, только вот мочить их нельзя, сразу сломаются. А тут, казалось бы, простая конструкция…
Разработчики обещают, что протез с дополнительными насадками «напяточниками» будет продаваться по доступной россиянам цене. Так что, не удивляйтесь, если на улице кто-то с невозмутимым видом будет откручивать себе «стопу» и ставить другую