Бионический протез руки

Open Hand Dextrus – самый дешевый электрический протез

Проект Open Hand Dextrus также видит будущее протезирования в трехмерной печати. Ведь при помощи подобных технологий можно максимально быстро и дешево делать даже самые сложные конструкции.


Open Hand Dextrus – самый дешевый электрический протез

Open Hand Dextrus подразумевает создание напечатанных на 3D-принтере электрических протезов, которые будут стоить около 1000 долларов. При этом они могут быть вполне функциональными устройствами.

Open Hand Dextrus – самый дешевый электрический протез

Искусственная рука сможет сжимать и разжимать пальцы, а также проворачиваться вокруг своей оси. Ее можно будет делать по уникальным чертежам с оригинальным дизайнером. В качестве примера создатели проекта Open Hand Dextrus распечатали протез в виде руки Железного Человека.

Open Hand Dextrus – самый дешевый электрический протез

Все технические характеристики и чертежи Open Hand Dextrus будут выложены в Интернете, чтобы любой желающий в любой точке мира смог воспользоваться результатами этого благотворительного проекта.

Сколько стоит протез и как его получить?

Наверняка, вы вряд ли слышали о том, что такое бионическое протезирование, а если и слышали, не факт, что знаете об этом явлении.

Бионическое протезирование – это относительно новый, но далеко идущий технологический прорыв в сфере медицины. Данный вид протезирования кардинально отличается от обычного протезирования тем, что позволяет пациентам вернуться к нормальной привычной жизни, с конечностью, которая будет служить верой и правдой, как и натуральная.

С появлением таких инноваций люди с отсутствующей конечностью больше не будут чувствовать себя изгоями общества. Правда, не стоит особо обольщаться, поскольку такое протезирование стоит немалых денег. И это не зависит от правительства или страны проживания – так обстоят дела во всех странах. С удешевлением производства получить высокотехнологичную руку станет проще и дешевле, но пока это остаётся дорогим удовольствием.

Что же делать простому человеку в данной ситуации? Доступный протез руки разрабатывает команда наших земляков и их коллеги из стран СНГ. Альтернативой может послужить механический аналог протеза руки.

Во сколько обойдётся протезирование?

К концу 2016 года протез предплечья с кистью Bebionic 3 обходился российскому жителю в пределах 1,8 – 2 миллиона рублей, что, согласитесь, весьма немало. Протез плеча гораздо труднее изготовить, потому и цена на него выше – стоимость локтевого сустава 200-300 тыс. рублей. Собственно, чем прогрессивнее и сложнее протез, тем выше его итоговая стоимость (яркий пример – протезы Michelangelo hand и I-limb Quantum).

Но не нужно расстраиваться. Двумя годами ранее кисть Myofacil (более дешёвый вариант) имела стоимость 750 тыс. рублей. Однако не вариант, что цена со временем могла повыситься до миллиона рублей. Но не думайте, что протез – это всего лишь механизм, который можно одеть. Сюда входит сама разработка протеза (формирование культеприемной гильзы), зарядка для протеза, аккумулятор про запас, перчатка, которая скроет факт «искусственности» руки (срок службы – 6 месяцев) и гарантия обслуживания на 2 года. К протезу Myofacil также даётся средство для ухода за ним. К Bebionic 3 прилагается Bluetooth-адаптер и компакт-диск с программами по настройке протеза.

Люди, которые не могут позволить себе покупку протеза, также могут получить его за государственный счёт. Еще есть варианты через фонды благотворительности и краудфандинговые площадки. Можно попытать счастья и попросить помощи у фондов. Но может случиться и так, гарантия на протез истечёт, протез придёт в негодность и вам снова придется искать деньги на другой протез. Если с вами уже случилась такая беда — для таких случаев у «Моторики» есть специалисты. Они готовы возвращать работоспособность вашего протеза так долго, сколько это будет возможно. Протез со временем придётся менять, но пока нет денег на покупку нового, ремонт – самый благоприятный вариант в данной ситуации.

Сделать протез руки можно через Фонд социального страхования. Но были случаи, когда полученные протезы просто оказывались не нужны своим хозяевам. Такие люди приспособились обходиться без них или же не захотели обучаться управлению протезом. Крайне советуем решить для себя, будете ли вы использовать протез в своей жизни или нет. Хотелось чтобы драгоценный механизм не пролежал без дела и помог либо вам, либо кому-то ещё.

Получение протеза за государственный счёт

Тяговый протез руки

По закону РФ, любой гражданин имеет право получить техническое средство реабилитации (ТСР) за государственный счёт. Люди платят налоги, а посему имеют право получать поддержку со стороны государства, когда это необходимо. Протез за счёт государства вы можете приобрести двумя способами:

  1. Купить протез, а потом получать денежную компенсацию за него.

Нюанс данного способа в том, что вы можете получить сумму, недостаточную для покупки нового протеза. Всё зависит от того, какая модель протеза победила в конкурсе. Зачастую побеждает не самая лучшая модель протеза, отсюда и малая компенсация. В той же Воронежской области за бионический протез давали всего 150 тыс. рублей.

  1. Получить его через госзакупки

Получить хороший протез от государства – дело весьма долгое и непростое. Вспомним те же очереди, бумажную волокиту, задержки и прочее. Даже если вы в итоге получите протез — не факт, что он будет той модели, которую вы хотели. В крупных городах всё обстоит проще, чем в отдалённых от центра областях и населённых пунктах.

Что нужно сделать для получения бионического протеза

  1. Вам необходимо пройти медико-социальную экспертизу (МСЭ)

Для того, чтобы у вас были все основания, чтобы требовать протез от государства, МСЭ (МЕДИКО-СОЦИАЛЬНАЯ ЭКСПЕРТИЗА) должно установить вашу группу инвалидности и сделать соответствующие заключения для того, чтобы вернуть утраченные функции. От его решения зависит, получите ли вы протез, либо вам предпишут крючки или косметический протез.

МСЭ (МЕДИКО-СОЦИАЛЬНАЯ ЭКСПЕРТИЗА) не только оценивает физическое состояние, но ещё и, скажем так, вашу пользу. Если вы потеряли руку, но молоды и готовы к великим свершениям – протез с большей вероятностью вам дадут. Но если вы пожилой старик, который годами не выходил за пределы собственной квартиры – ответ очевиден. Протез также могут не дать при психических отклонениях или слабой активности мышц, т.е. в случае, если протезирование не будет иметь эффекта.

Экспертиза пошла вам навстречу, вы получили программу реабилитации с указанием нужного типа протеза. Что дальше?

  1. Писать заявление в Фонд социального страхования по месту прописки, чтобы в течение двух недель получить направление на протезирование. Фонд разместит заявку на аукционе, где участвуют предприятия по протезированию. Протезировать будет та компания, которая даст наименьшую сумму на изготовление необходимого протеза и победит на аукционе.
  2. После всего этого вы получаете протез, устанавливаете, учитесь управлять им и вливаетесь в нормальную жизнь. Не забывайте, что вы имеете право на получение нового за счёт того же фонда через 3 года.

Однако это всё в идеале. Если бы всё было так просто. Протез можно не получить вовсе, либо его получение надолго затянется.

Увы, но в нашей стране система так устроена, чтоб можно было удовлетворить потребности количеством протезов, а не качеством, именно по этой причине необходимое можно не получить. Это неудивительно, ведь только третья часть инвалидов обеспечена протезами, государство старается обеспечить протезами всех остальных.

К счастью, данную ситуацию помогает облегчать сами копании по изготовлению протезов. Они сотрудничают с госслужащими и благотворительными фондами. Такие компании находят поддержку чиновников во многих регионах, которые готовы идти навстречу инвалидам в сложившейся ситуации. Они успешно получили сертификат и запустили массовое производство тяговых протезов «Киби». Жители Архангельска, Новосибирска и Новокузнецка уже могут получить протезы в местных предприятиях по изготовлению протезов.

… К слову, не стоит полагать, что всё достаточно просто, что всё упирается только в

Светлана Чуракова

согласованность с госорганами и изготовителями. В том же МСЭ (МЕДИКО-СОЦИАЛЬНАЯ ЭКСПЕРТИЗА) могут запросто назначить не тот протез или же будут долго придираться. Как это и было со Светланой Чураковой из города Архангельск. Мало того, что свою бионическую руку она получала два года, так её ещё заставили приехать на федеральную экспертизу в Москве и на виду у всех мыть посуду с её тяговым протезом. Дескать, может, она просто притворяется, и старый протез ещё послужит?.. Потом, спустя почти год переписок с фондом социального страхования и бюрократической волокиты, она, не без помощи Архангельского протезного предприятия, всё-таки добилась своего. Её новый облик вы можете лицезреть на своих экранах:

Напомним, что в более развитых регионах России получение необходимого протеза проходит гораздо быстрее. Хотим заодно сказать спасибо всем тем, кто приветствует перемены. Вы помогаете людям с проблемой протезирования получить долгожданный протез и влиться в нормальную жизнь без лишних неудобств.

Подведём итоги

Можно получить косметический протез, который будет скорее декоративным украшением, или же «крюк», которым что-то таки можно делать, но это, опять же, не то, что вы заслуживаете. И опять-таки, просто так, без нервотрёпки в вышеуказанных заведениях, вы этого не получите.

Можете также побороться за гораздо более удобный и функциональный вариант. В таком случае вам придётся вкусить все «прелести» бюрократии на полную катушку. Но это, как и в обычной жизни – за место под солнцем тоже нужно бороться.

Также появилась возможность получить вот такой тяговый протез руки. С помощью такого протеза можно выполнить ряд основных движений. Он достаточно надёжный и гораздо дешевле в сравнении с бионическими протезами. Жители России могут получить его бесплатно, остальные пока ждут своей очереди…

Напоследок хочется ещё раз напомнить о том, что технологии не стоят на месте, и всё более новые продвинутые протезы становятся доступны нашим жителям. Кисти «Страдивари» на биоэлектрике скоро увидят мир. Не пропустите!

Подборка средней стоимости протеза и нормативные документы, регулирующие порядок получения протезно-ортопедических изделий

До недавнего времени протезы прикреплялись к человеческому телу механически и не имели никакой связи с нервной системой. Они могли сгибаться в своих железных шарнирах-суставах, но для выполнения каждого движения владельцу нужно было тем или иным образом регулировать поведение своего протеза, вручную обеспечивая обратную связь. Таким образом человек сигнализировал своей ноге, что впереди лужа и ее нужно обойти, а руке — что нужно аккуратно взять яйцо и приготовить яичницу или, наоборот, крепко зажать в руке инструмент. Чтобы научить человека управлять новой конечностью таким образом, требовалось долгое время, да и набор команд был довольно ограниченным, поэтому мелкая моторика оставляла желать лучшего.

Но ученые, вдохновленные воображением писателей-фантастов, смогли сделать невероятное — присоединить механическую руку к человеческой нервной системе.

На перехват

Когда человеку без руки хочется пошевелить пальцем, мозг генерирует соответствующий сигнал, который идет по нервам, ведущим к мышцам конечности. Но, поскольку рука отсутствует, сигнал уходит «в пустоту». Но что, если где-то по пути «перехватить» нервные импульсы и на этой основе после анализа и обработки данных сформировать команды управления роботизированной рукой? Именно по этому пути идут многочисленные научные группы, стремясь разработать протезы, считывающие нервные сигналы и преобразующие их в движения.

В американских Хьюстонском университете и Университете Райса велись эксперименты со снятием моторных нервных сигналов методом электроэнцефалографии (ЭЭГ) с помощью электродов на коже головы. Сложность в том, что ЭЭГ — это набор большого количества разных сигналов, и задача выделить среди них те, которые управляют движением конечности, сродни поискам иголки в стоге сена.

Исследователи из Технического университета Чалмерса в Гетеборге (Швеция) совместно с коллегами из консорциума NEBIAS (проект нескольких европейских университетов) пошли другим путем. Вместо того чтобы располагать электроды на поверхности кожи, где полезный сигнал сильно зашумлен, ученые попытались уменьшить влияние помех, вшивая электроды под кожу. Но физиология каждого человека индивидуальна, и нельзя заранее сказать, где именно следует расположить электроды для максимального соотношения «сигнал-шум».

Самообучение роботов

В настоящее время самым перспективным методом управления бионическими протезами считается считывание электрических потенциалов с мышц культи — электромиография (ЭМГ). Такие высокотехнологические протезы уже вышли за пределы лабораторий и производятся серийно. Однако научить пациента правильно управлять протезом — все еще сложная проблема.

Электрические руки Протезирование начиналось с чисто косметических (пассивных) протезов, предназначенных сугубо для воссоздания естественного внешнего вида утерянных конечностей. Однако достижения технологии позволили разработать управляемые различными методами протезы. Тяговое управление использует механические тяги для передачи движения протезу. Электромиографическое управление основано на считывании биоэлектрических потенциалов, возникающих при сокращении мышц на уцелевшей части руки. Электроэнцефалографическое управление использует считывание электрических потенциалов в мозгу посредством электроэнцефалографии (ЭЭГ). Сигналы с датчиков, размещенных на поверхности кожи головы, декодируются компьютером и преобразуются в команды, управляющие протезом. Управление с помощью электронных имплантатов — вживленных в кору головного мозга электродов, с помощью которых регистрируется активность корковых нейронов.

В лаборатории прикладных кибернетических систем Московского физико-технического института пытаются перевернуть эту проблему с головы на ноги, то есть «обучить» протез правильно понимать команды человеческого мозга. Команда GalvaniBionix, состоящая из студентов и аспирантов МФТИ во главе с заведующим лабораторией Тимуром Бергалиевым использует для считывания электрических потенциалов с мышц не одну пару электродов, а множество. Такой подход позволяет добиться значительного повышения уровня полезного сигнала и реализовать алгоритмы «самообучения». Каждая комбинация сигналов, пришедшая с разных электродов, соответствует определенному действию руки, а задача в том, чтобы составить библиотеку соответствий, к которой будет обращаться система при получении нового набора импульсов. «Программное обеспечение учится правильно распознавать команды мозга, подстраиваясь под конкретного человека, — объясняет Бергалиев. — Нам удалось продемонстрировать работоспособность прототипа системы: человек с ампутированной конечностью с помощью «мышечных сигналов» мог перемещать курсор по экрану. В дальнейшем мы планируем использовать алгоритмы машинного обучения для анализа частоты регистрации различных комбинаций сигналов и с помощью этих данных улучшить распознавание».

Статья «По мановению мысли» опубликована в журнале «Популярная механика» (№2, Февраль 2016).

Развитие бионических технологий за последние несколько лет шагнуло очень далеко вперёд. Биофизик из Массачусетского Технологического Института (ориг. Massachusetts Institute of Technology), который когда-то потерял ноги из-за обморожения, вместе с командой разработал бионические протезы ног нового поколения. А что конкретно он принёс в эту новую технологию, будем разбирать по порядку.

Присоединение

Протез закрепляется на части тела с помощью слоёв синтетической кожи разной плотности, которая обратно симметрична биомеханике нижележащей ткани. Чтобы получить такую симметричность, исследователи создали математическую модель ноги при помощи средства визуализации МРТ. Делалось это для того, чтобы возникло понимание чёткой форма ноги. Далее использовалось 14-ти приводное кольцо с сервоприводами, которые измеряли упругость натуральных тканей в разных анатомических зонах. И далее конструировалось особое индивидуальное крепление с зонами синтетической ткани, обратными по упругости зонам натуральной ткани ноги. Такая технология позволила создать максимально удобный для ношения протез.

Управление

В синтетическую кожу протеза так же вшивается специальный «умный материал», который под действием электрического тока может становиться мягким или же твёрдым. Такой материал значительно повышает эффективность протеза при ходьбе. Так же в таком протезе имеется функция подталкивания человека с помощью голени. Изучив принцип управления костного мозга мышцами, учёные применили этот же принцип и в протезе. Работает это так: при касании пятки об поверхность, процессор задаёт всей системе жёсткость, что смягчает удар от столкновения, а в среднем положении бионическая нога выдаёт мощный момент и подталкивает человека. Это даёт возможность не просто удобно ходить, но и бегать.

Обратная связь

Это по-настоящему мощный прорыв. В бионической ноге теперь используется принцип проприоцепции. Проприоцепция — это ощущение частей тела в пространстве. Для его применения на ампутированной ноге восстанавливаются повреждённые нервы и сращиваются сухожилия противодействующих мышц (противодействующие они по той причине, что когда одна сжимается, другая растягивается), а затем нервные окончания сращиваются в матрицах микроканалов в самом протезе. Благодаря восстановлению мышц и нервных окончаний, присоединённый протез ощущается в пространстве даже с закрытыми глазами. Но самое поразительное то, что вся естественная биомеханика, идущая от центральной нервной системы, появилась и в механической конечности как рефлексивное действие. Так как после применения проприоцептивного принципа между живой ногой и механическим протезом возникла обратная связь, то ЦНС сама понимает как управлять искусственной ногой на естественном уровне. И теперь протез не просто отдельный предмет, а полноценная функционирующая часть тела.

Проприоцепция — мышечное чувство — ощущение положения частей собственного тела относительно друг друга и в пространстве.