Amikor egy személy elveszít egy végtagot, a legfontosabb álma, hogy újra érezze a karját vagy lábát. És nem csak érezni, hanem a végtaggal is végrehajtani minden lehetséges mozdulatot sérülés vagy betegség előtt: vegyünk egy csészét, fűzzünk be cipőt, sétáljunk megtámasztva mindkét lábán. Egy bionikus protézis vagy egy komplex eszköz, amely rögzíti az idegimpulzusokat, lehetővé teszi az elveszett lehetőségek visszaadását.
Hogyan jött létre az intelligens protézis?
Az „élő” protézisek prototípusát tudományos-fantasztikus írók találták ki és írták le. Munkáikban a csatákban elveszett karokat, lábakat, szemeket és szíveket felváltották az élő szerveknél jobban működő mechanikus asszisztensek. A leghíresebb példa Cameron terminátora, aki csak a látszatát vette fel egy személynek.
Kevesen tudják, hogy a modern protézisek prototípusa a 19. századból származik, amikor is egy fémgolyót helyeztek a fa lábába, hogy az alsó részt mozgatható legyen. De a 20. században ezeket a primitív eszközöket egy bionikus protézis váltotta fel, amelyet több tudomány – az orvostudomány, a mérnöki tudomány, a bionika és az elektronika – metszéspontjában hoztak létre.
Különböző országok tudósai vitatják az elsőbbséget ebben a kérdésben, de a tények az, hogy az elsőFunkcionális bionikus karprotézist mutattak be egy ortopédiai kiállításon a németországi Lipcsében 2010-ben. Az esemény óta eltelt években hatalmas számú protézis kéz, kar, láb, láb és még kutyamancs is készült a világon.
Mi az a bionika?
Ez egy egész tudomány, amely a vadon élő állatokat és az élőlények működési elveinek ipari analógokba való átültetésének lehetőségét vizsgálja. A mérnökök a természetből merítenek ötleteket, és megtestesítik azokat eszközeikben és szerkezeteikben. Ebben az értelemben a bionikus protézisek csak cseppek a tengerben. Tehát a mindenki által ismert tépőzáras rögzítők a bojtorjánmagok mozgását másolják. A balekokat a piócáktól kölcsönzik. A tengeralattjárók tervezésekor egy gilisztát vettek modellként - minden „rekesz” önálló. Az Ostankino- és az Eiffel-torony hihetetlenül strapabíró fém áttörtje egy emberi csőcsont többszörösen felnagyított másolata. A fémszövet, amely mindenkit megcsodál, a csontszövet szerkezetének másolata, amely egyesíti az erőt és a rugalmasságot.
Még egy sokemeletes épület is le van írva a méhsejtről, amelyben ennyire különböző családok élnek egyszerre. A különböző emberek egy fedél alatti "cellákban" való életének ötlete, közös kommunikációval egy méhcsalád életmódját másolja.
A bionikus inkarnációk számos körülöttünk lévő tárgyban megtalálhatók: autógumikban, repülőgépekben, térfigyelő kamerákban, csónakokban és a leggyakoribb artikulációkban.
Hogyan működik egy egyszerű bionikus protézis?
Sérülés után vagy betegség során egy végtagot amputálnak. A megmaradt csonk sokból állszövetek: bőr, izmok, csontok, erek és idegek. A műtét során a sebész a maradék motoros ideget a megmaradt nagy izomhoz viszi. A műtéti seb gyógyulása után az ideg motoros jelet tud továbbítani. Ezt a jelet a protézisre szerelt érzékelő veszi. Egy komplex számítógépes program vesz részt az idegimpulzus észlelésének folyamatában.
Ezért a bionikus protézis csak azokat a műveleteket tudja végrehajtani, amelyeket ebben a programban előírnak: vegyünk kanalat, villát vagy labdát, nyomjunk meg egy billentyűt és hasonlók. A végtag hiányához képest a korlátozott számú mozgás lehetősége is óriási előrelépés. Azonban még a legjobb és legfejlettebb bionikus protézisek sem képesek elvégezni mindazokat a kis és precíz mozdulatokat, amelyekre egy élő végtag képes.
Hogyan jut el az idegimpulzus az agyból a protézisbe?
A bionikus protézisek működésének megértéséhez emlékeznie kell a normál emberi fiziológiára.
Azokat a mozdulatokat, amelyeket a nap folyamán ismételten végzünk, automatikusnak nevezzük. Felkelni, wc-re menni, mosni, fogat mosni, öltözni – mindez nem kelt gondolatokat bennünk. A szervezet mindent, amire szüksége van, úgy tesz, mintha magától tenné. De valójában minden mozgás kezdete egy gondolat. Vagyis elsőre azt gondoljuk: fogat kell mosni, kávét főzni, felöltözni. Az agy jeleket küld az izmoknak, amelyek részt vesznek ebben a mozgásban. Egy izom csak az agyból érkező jelre tud összehúzódni vagy ellazulni. De a folyamat olyan gyorsan és gördülékenyen megy végbe, hogy nincs időnk felfogni, mi történik. NÁL NÉLProtézis esetén minden bonyolultabb: eleinte az izomba vitt ideg mellett található elektróda olvassa le a mozgásjelet, majd továbbítja a protézis belsejében lévő processzorhoz. Ez a folyamat is meglehetősen gyors, de a műveletek végrehajtásának sebessége még mindig alacsonyabb, mint egy élő végtagé.
Mesterséges emberi "alkatrészek"
Az első bionikus protézis bemutatása óta a tudomány hosszú utat tett meg. Ha az első modellek terjedelmesek voltak, kapcsolókra volt szükség, és csak a legegyszerűbb mozdulatokat tudták végrehajtani, akkor a modern modelleket aligha nevezhetjük protézisnek. Elegáns mérnöki darabokról van szó, amelyek úgy néznek ki, mintha egy futurisztikus filmvásznon léptek volna ki.
A protézis teljesen hasonlít egy egészséges kézre, írhat, tarthat evőeszközöket, autókormányt vagy tyúktojást. A mozdulatok tökéletesítéséhez időnként a személy saját szöveteit használják fel más testrészekből – például a lábakból.
Ötletek a jövőből
A mérnökök és a tudósok fantáziáik megállíthatatlanok. Így a tudósok még a szem sérült retináját is képesek voltak "megkerülni", a környezet képét közvetlenül a látóidegbe sugározva. Az a személy, aki sérülés miatt vak, a látóideg megőrzése mellett számíthat ismerős arcok újralátására vagy gyönyörű napfelkeltére.
Már vannak olyan eszközök, amelyek javítják az agyműködést. Például a tremor bénulás vagy a Parkinson-kór kezelhető beültetett elektródával.
Azoknak az embereknek, akik emiatt váltak mozgásképtelennébénulás elektródákat közvetlenül az agyba ültetni, hogy irányítani tudják a mesterséges karokat és lábakat. Egy teljesen másoktól függő ember számára az önkiszolgálás lehetősége leírhatatlan öröm.
A bőr alá beültetett chipek ügyét tárgyalják, amelyek egyszerre helyettesíthetik a kulcsokat, a bankkártyát és a személyi igazolványt.
Mi van nálunk?
A leghíresebb bionikus protéziseket gyártó vállalkozás Oroszországban a Moszkvai Protetikai és Rehabilitációs Központ. Itt a protéziseket modulokból állítják össze, Németországból, Izlandról és Oroszországból származó termékeket használnak.
Minden személy protézisének egyedi sajátosságai vannak. Ez az amputáció szintje és a súly, a magasság és a foglalkozás, a járás és a kismozgások jellemzői, az életkor. Sok öntanuló modult használnak. Nemcsak az ember alkalmazkodik a protézishez, hanem a protézis is az emberhez. A beépített mesterséges intelligenciával felszerelt öntanuló modul megjegyzi a járás és a mozgási útvonal jellemzőit. A modul nemcsak a lépcső szélességét és a végtag terhelését "tanulja meg", hanem megjegyzi a lépcsők, kátyúk és gödrök számát és magasságát az úton. A modulok megismétlik a lépést vagy más mozgást előkészítő agy műveleteit.
Mennyibe kerül egy "élő" protézis?
A bionikus protézisek költsége továbbra is magas, és összetett esetekben akár több millió rubelt is elérhet. A teljes élethez való visszatérést azonban nehéz anyagilag értékelni. Valójában a bionikus protézisek felszerelése az egyetlen módja annak, hogy a fogyatékkal élők visszatérjenek a normális életbeélet: építsen és valósítson meg terveket, tartson fenn egy családot, érjen el karriercsúcsokat.
A legfontosabb, hogy visszatérjünk az egészséges, önellátó emberek közösségébe. Az "élő" protézissel rendelkező emberek továbbra is normális életet élnek, táncolnak, és még sportdíjat is kapnak. Vagyis a protézis annyira az ember részévé válik, hogy nehéz megkülönböztetni az élő izmok működését bionikus társaitól.
Protetika: fejlődési szakaszok
A hagyományos bionikus kézprotézishez képest – igazi áttörés. Újabban az a személy, aki elvesztette a kezét, csak két lehetőséggel számolhatott: a singcsont és a sugár között bőrlebeny alakult ki, hogy az ember megragadhasson nagy tárgyakat, vagy egy kampót erősítettek a csonkra. Mindkettő kényelmetlen és nem esztétikus volt. Ma már a műtőben elkezdődik a leendő protézis csonkjának kialakítása is. A posztoperatív időszak első napjaitól kezdve egy protézis dolgozik az áldozattal, segít kiválasztani az alkatrészek legjobb kombinációját. A csonk kialakítása és betanítása, a leendő protézis részei maximálisan a fennmaradó lehetőségekhez igazodnak. Egy finom szilikon mandzsetta beágyazott chipekkel érintkezik a bőrrel. Nincsenek horzsolások a modern protézisektől. A program minden termékhez egyedileg kerül kidolgozásra, attól függően, hogy az illető mit csinál. A feladat a funkció lehető legnagyobb mértékű visszaállítása.
Segítség a fogyatékkal élőknek
A végtagját elvesztett személynek feltétlenül orvosi és szociális vizsgálaton kell átesnie. A csoport létrehozásával egyidőbenfogyatékosság, mindenki számára kidolgozás alatt áll a szociális rehabilitációs program. A rehabilitáció mindenekelőtt olyan technikai eszközök alkalmazását jelenti, amelyek hozzájárulnak egy személy munkába való visszatéréséhez. Minden bionikus végtagprotézis szerepel az ilyen technikai eszközök kötelező listáján. Az ember választhat: a rehabilitációs program keretében kész terméket kap, vagy önállóan vásárolja meg, utólagos pénzbeli ellentételezéssel. A kártérítés összegét a hasonló protézistermékek átlagos költsége alapján számítják ki.
Min dolgoznak a fejlesztők?
A modern bionikus protézis kezek tökéletesen végrehajtják a finom mozdulatokat, de az ember nem kapja meg belőlük azokat az érzéseket, amelyeket megszokott. Tehát egy protézis megsimogathatja az ember haját, de nem érzi a fejbőr melegét és a haj puhaságát. A tudósok most e hiányosság kiküszöbölésén dolgoznak. A szakemberek már megtanulták, hogyan lehet csontokat titánnal összeilleszteni, és a mozgás- és érzésérzékelőket közvetlenül egy élő ideghez kötni. Így a bionikus kéz teljesen helyettesít egy élőt, és az ember tapintási érzeteket kap, amelyektől sok éven át megfosztották. Az idegek és izmok közvetlen összekapcsolása egy technikai eszközzel nagymértékben megnöveli a mozgás sebességét, közelebb hozza a természeteshez.
Milyen részekből áll a bionikus láb?
A modern bionikus lábprotézis számos kötelező elemet tartalmaz, például:
- szilikon mandzsetta beépített érzékelőkkel;
- tartó - titán rúd, alakúdobverő;
- csuklós modul mikromotorokkal és processzorral;
- mesterséges intelligencia egység, amely feldolgozza az összes bejövő jelet.
A vezető német cégek legújabb protézismodelljei speciális bevonattal rendelkeznek, amely nagyon hasonlít a bőrhöz. A szintetikus bőrnek kettős célja van: megvédi a protézis részleteit a nedvességtől és kozmetikai funkciót lát el. Hagyhatja bevonatos protézisét, lezuhanyozhat vele, és átsétálhat a tócsákon.
Egy kis fantázia
Ma többen élnek velünk egy bolygón, egyszerre 2, sőt 3 bionikus protézissel. Feltalált szintetikus bőr, amely megváltoztatja a merevséget. Az exoskeletonokat azért találták ki, hogy segítsék a bénult embereket a járásban. A gondolat ereje által irányított, kifejlesztett termékek. Kísérletek folynak idegek növesztésére a mikrocsatornákban. Elméletileg nincs messze az a nap, amikor lehetséges lesz a szükséges hosszúságú ideg növesztése. A tudósok megpróbálják elmosni a határt a vadon élő állatok és egy műszaki eszköz között. A bionikus protézisek által végzett mozgások száma folyamatosan növekszik, és ezzel együtt azok összetettsége is.
Mindez nagy reményt ad, hogy az ember erősebb lesz a betegségnél.
A végtagprotézis rutin eljárássá válik, amely visszaállítja az embert a normális állapotba. Talán eljön a nap, amikor az emberi test bármely részét ki lehet cserélni mesterségesre. Legalább nagyon szeretném hinni.
