Протези від космічної корпорації
Безрукі інваліди, підключившись до пристрою, зможуть не просто ворушити кількома штучними пальцями, а й стискати їх точно в залежності від уявного зусилля, наче стискалися пальці власної руки. Ці технології можуть знайти застосування при створенні екзоскелетів для потужних бойових машин, що повторюють рухи людини.
Згідно з річним звітом РКК «Енергія», компанія подала заявку до Мінпромторгу на фінансування розробки в рамках федеральної цільової програми «Розвиток фармацевтичної та медичної промисловості» ще минулого року. За словами розробників, узгоджено і суму субсидії — 90 млн рублів. Однак цього року жодного урядового траншу не надійшло, у корпорації розраховують, що кошти почнуть надходити у 2013 році.
— Ми дуже бадьоро стартували. Перші попередні експерименти показали, що протез діє, стало зрозуміло, як доопрацювати його конструкцію. Досвідчено-конструкторські роботи триватимуть ще рік-півтора, багато що залежить від фінансування робіт, — розповіло знайоме із ситуацією джерело в РКК «Енергія».
Декан факультету біомедичної техніки МДТУ імені Баумана Сергій Щукін упевнений, що за функціональними особливостями вітчизняний виріб перевершуватиме закордонні зразки. В «Енергії» додають, що виробники протезу врахують і українські реалії.відсутність мережі спеціалізованих центрів обслуговування інвалідів, тому протез повинен безперебійно діяти весь термін своєї експлуатації.
Хоча в протезі будуть реалізовані функції, що вважаються базовими для таких моделей (схоплення в щіпку, схоплення в кулак з дотисканням, розкриття кисті та її обертання, відведення вказівного пальця), розробники кажуть, що пристрій буде принципово новим і функціональнішим завдяки науковому відкриттю, яке є основою проекту.
Біокеровані протези діють за схожим принципом: пацієнт уявним зусиллям намагається передати фантомний рух своєї відсутньої кінцівки, через це на нервових закінченнях кукси виникає електричний імпульс, м'язи, що залишилися, скорочуються. Електрод, який кріпиться до шкіри в певній ділянці кукси, поруч із потрібним м'язом, розпізнавши цей імпульс, віддає сигнал мотору — і той наводить протез у рух.
— Основна проблема в тому, що електричні сигнали в м'язах занадто слабкі, а електроди чутливі до якості контакту зі шкірою і схильні до зовнішніх шумів (впливу електромагнітного поля). У результаті протез отримує лише дві команди: розпочати рух, зупинити рух, — пояснює Щукін. — Пропорційного управління рухом у цьому випадку досягти не виходить. Тобто кисть стискатиметься з однією і тією ж силою доти, доки не надійде команда зупинитися. Стиснути предмет трохи або з точністю надати пензля потрібного вигляду не вдасться. Але ми змогли організувати пропорційне управління, за рахунок якого точність дій інваліда значно зростає. Йому, наприклад, простіше буде утримувати будь-які предмети, спокійно переміщати їх.
«Вибраний спосіб ініціювання сигналів керування, що використовується в цій системі, не має аналогів у світіі дозволяє суттєво збільшити функціональні можливості інвалідів з ампутаційними дефектами верхніх кінцівок», – повідомляє своїм акціонерам РКК «Енергія» у річному звіті.
— У принципі, інформацію про ступінь скорочення збережених м'язів та рівень імпульсу можна отримувати різними методами: електромагнітними, оптичними, акустичними, за допомогою нашкірних електродів. Можу сказати, що у нас використовується комбінований абсолютно новий принцип, — каже Щукін.
Технологія, що лягла в основу протезу, застосовується у промисловості та медицині та військовій техніці, впевнені розробники.
— У перспективі такий пензель, наприклад, зможе стискати з силою в 200–300 кг. Тобто буде отримано інструмент, необхідний під час проведення багатьох робіт, які потребують значних зусиль. Крім того, цей принцип допоможе у проведенні деяких хірургічних операцій. У багатьох сферах незабаром будуть потрібні пристрої, які пропорційно, кратно збільшують силу оператора. Зокрема це стосується переднього краю військової галузі — створення бойових екзоскелетів, — описує перспективи Щукін.
Фахівці поставилися до новини про створення принципово нового українського протезу стримано. За їхніми твердженнями, пристрої, які точно повторюють рухи оператора, існують, а найкращі на сьогоднішній день протези дають більше свобод інваліду, ніж заявлені українським розробником: наприклад, кисть BeBionic може ворушити кожним пальцем окремо, а не тільки стискати три фаланги на тріску або всі пальці в кулак.
— Зважаючи на все, йдеться про принцип, який вже працює в наших моделях. Штучна рука стискається та розтискається залежно від наявності та тривалості сигналу, що знімається з м'яза. Інвалід може будь-якої миті зупинитистиск. Тому не дуже зрозуміло, у чому винахід колег, — каже керівник напряму з надання протезно-ортопедичних послуг українського офісу компанії Otto Bock Ніна Мачихіна.
За словами протезиста Армена Саркісяна, який побував на виставці Orthopedia+Reha-technik 2012, де демонструвалися останні досягнення цієї сфери, зараз важливіше домогтися не принципу пропорційного управління, а принципу пропріоцетивного управління, тобто створення протезу зі зворотною реакцією, що вміє передавати тактильні відчуття. Над цим працюють великі виробники спецтехніки. Принцип пропорційного руху, за його словами, давно реалізовано. Крім того, протезисти працюють над збільшенням чутливості протезів, проводячи хірургічні операції та приєднуючи електроди до потрібних груп м'язів.
Водночас експерти визнають, що український протез може скласти конкуренцію іноземним завдяки своїй вартості. Ціна вітчизняного протезу становитиме 250-270 тис. рублів, тоді як протез у Otto Bock коштує близько 500 тис. рублів.