1 Классификация существующих протезов предплечья
 Скачать 1.39 Mb.
|
 Рисунок 4 – Рабочий протез предплечья Недавно был сделан даже рабочий протез — тату-машинка.  Рисунок 5 – Рабочий протез – тату-машинка 1.3 Тяговые протезы Тяговый (механический) протез управляется с помощью тяг и полностью контролируется усилиями самого человека. Движения культи или сохранившихся частей тела инвалида при тяговом управлении способствуют движениям протеза, являясь тем самым непосредственным источником энергии. G помощью тяг осуществляются активное движение кисти, активное сгибание локтя, а также управление замком в протезах плеча. Выборка тяги производится с помощью специальных движений культей и надплечьем. В тяговых протезах предплечья с активнымсхватомсхват осуществляется движениями плечевого пояса, а раскрытие — пружиной. Выборка тяги, раскрывающей пальцы искусственной кисти, происходит обычно в протезах предплечья путем разведения лопаток и выноса вперед плеча с надплечьем. В выборке тяги протезов предплечья и плеча принимает участие большое число мышц (двуглавая, трехглавая, дельтовидная, трапециевидная и другие мышцы). Это соответствует характеру компенсаторных движений, необходимых для управления тяговым протезом. Достоинства такого механизма — возможность контролировать усилие. При выполнении хвата пользователь сам определяет силу сжатия, скорость и может почувствовать сопротивление, когда кисть/крюк упирается в предмет и не может продолжать сдавливание. Механизм прост в управлении, с ним можно плавать и он легок в обслуживании. Недостатки — это ограниченность силы хвата возможностями самого человека. При длительной практике ношения, пользователи демонстрируют возможности манипуляции различными предметами — могут писать, пользоваться ножом и вилкой, играть в теннис, зажигать спички, переносить груз. Пластмассовый протез предплечья предназначен для протезирования детей с пятилетнего возраста и взрослых после односторонней и двусторонней ампутации предплечья на любом уровне, но при длине культи не менее 6 см. В протезе может быть установлена кисть с пружинным схватом и активным раскрытием пальцев от I до VI типоразмера. При положении щепоть пальцы кисти автоматически фиксируются. Механизм ротации кисти состоит из двух фланцев, служащих для присоединения кисти к гильзе предплечья и ее пассивной ротации. Необходимое торможение при ротации кисти достигается силами трения торцевых поверхностей фланцев.  Рисунок 6 - Протез предплечья ПР2-17  Рисунок 7 - Кисть с пассивным схватом для протезов плеча и предплечья конструкции Г.Руденко Данная кисть имеет три управляющих тяги: дожатия, раскрытия и управления фиксацией пальцев с ручным замком-фиксатором, который обеспечивает фиксацию пальцев; снабжена узлом пассивной ротации. 1.4 Миоэлектрические и биоэлектрические (бионические)протезы. Миоэлектрические, биоэлектрические (бионические) протезы – это протезы с внешним источникомэнергии (по классификации Минтруда РФ). 1.4.1 Миоэлектрические протезы Управление осуществляется за счет сигналов, возникающих при сокращении мышц. В культеприемную гильзу встроенымиодатчики, улавливающие изменение электрического потенциала. Эта информация передается на микропроцессор кисти, и в результате протез выполняет определенный жест или хват. В основе миотонического метода лежит увеличение объема мышц при сокращении, которое обеспечивает воздействие на тензометрический датчик, сигнал с которого после усиления подается на исполнительный двигатель. Управление осуществляется по факту наличия управляющего сигнала. Есть сигнал – есть движение. Обратная связь отсутствует.  Рисунок 8 – Протез предплечья с миотоническим управлением кистью Протез предназначен для снабжения больных после односторонней или двусторонней ампутации предплечья на уровне не выше 7 см от локтевого сустава. Особенностью данного протеза является так называемая миотоническая система управления, в которой эффект увеличения периметра сокращенных мышц культи используется для воздействия на электронную систему управления через датчик, расположенный над управляющими мышцами. Протез, показанный на рисунке 8, состоит из искусственной кисти 1 с электромеханическим приводом, гильзы предплечья 2, системы управления 3 с датчиком 4, расположенных в специальных гнездах па гильзе предплечья, и блока питания 5. В комплект протеза входят также второй блок питания, зарядное устройство и запасная косметическая оболочка на кисть. Достоинства миотонического метода: - данный метод отличается надежностью и помехоустойчивостью (по сравнению с биоэлектрическим методом). - протезы с миотоническим управлением могут быть показаны инвалидам, у которых невозможно снять сигналы для управления биоэлектрическими протезами. - постоянное сокращение сохранившихся мышц предплечья, необходимое для управления исполнительным механизмом протеза, снижает степень атрофии мышц сохранившегося сегмента ампутированной конечности. 1.4.2 Протезы предплечья с биоэлектрическим управлением В качестве управляющего сигнала при биоэлектрическом управлении используется биопотенциал скелетных мышц. Электрический потенциал снимается с поверхности кожи или мышц при помощи электродов и преобразуется в пригодную для управления форму, после чего формирует сигнал управления электроприводом. При снятии сигналов с мышц антагонистов возможно управление прямым и реверсивным движением привода. Обратная связь с управляющим органом не реализуется. Достоинства этого управления: - эстетичный внешний вид; - не требует дополнительных ремней для крепления в отличие от механических; - возвращает мышцам культи свойственную им функцию сокращения и расслабления, что способствует нормализации тканей культи и улучшению кровообращения в них; - физиологичность. В основе принципа управления лежит принцип функционирования здоровой конечности. Такое управление не требует неестественных компенсаторных движений для осуществления схвата в отличие от механических протезов; - возможность осуществлять схват/раскрытие при любом положении руки. Недостатки: - высокая стоимость; - чувствительность к параметрам окружающей среды; - протез управляется только двумя командами: начать или остановить движение, то есть кисть после начала движения будет сжиматься с постоянной силой до тех пор, пока не придет команда остановиться. - сложность управления состоит в том, что отсутствует возможность контролировать силу давления на предмет, а значит, остановить движение схвата в нужный момент: - требует постоянной подзарядки аккумулятора. 1.5 Протез предплечья с нейрочувствительным управлением Биоадаптивный протез SmartHand - это искусственная верхняя конечность, которую пациент может ощущать, как свою реальную руку. Устройство, именуемое «SmartHand» не только внешне напоминает руку обычного человека, оно позволяет вернуть больному после ампутации то, что до недавнего времени считалось невозможным - чувствительность в его верхней конечности. Разработка SmartHand изначально направлена не только на восстановление функции утраченной конечности, но и на создание обратной связи с протезом за счёт стимуляции периферических нервных окончаний. Благодаря протезу SmartHand удалось добиться того, что мозг человека стал обрабатывать сигналы, полученные от искусственной руки, и воспринимать их как естественные афферентные импульсы. Достигается это за счёт специального нейронного интерфейса, в котором четыре десятка датчиков воспринимают информацию, поступающую с протеза, и передают её дальше на оставшиеся сохранные нервные окончания, расположенные на предплечье, плече, в плечевом поясе или на груди, а оттуда - в определённую соматосенсорную область в коре головного мозга. Таким образом, искусственная рука фактически возвращает чувствительность в утраченной верхней конечности.  Рисунок 9 - Биоадаптивный протез SmartHand |