З розвитком біонічних технологій люди, які втратили одну або обидві верхні кінцівки, отримали шанс на покращення якості життя. Сучасні біоелектричні протези рук, які також називають міоелектричними, — це не просто косметичні імітації кінцівок, а високотехнологічні вироби, здатні повертати користувачам втрачену функціональність.
Біоелектричні протези рук: принцип роботи та можливості
Будь-який біоелектричний протез руки має за основу власний міоелектричний потенціал людини. В ампутаційній куксі зберігаються м’язи, що відповідали за рухи кисті та пальців.
При намаганні стиснути фантомний кулак, зігнути руку у лікті тощо людина автоматично напружує відповідні групи м’язів. В них виникають електричні імпульси, які зчитуються сенсорами, що розташовані всередині гільзи та прилягають до шкіри. Сенсори підсилюють сигнал і передають його на мікропроцесор. Він миттєво обробляє інформацію й приводить в рух сервоприводи. Таким чином біоелектричний протез верхньої кінцівки виконує потрібну дію з високою швидкістю й точністю.
Можливості таких конструкцій є значно ширшими, ніж функціонал механічних різновидів. Правильно підібрані біоелектричні протези верхніх кінцівок дозволяють утримувати дрібні й крихкі речі, піднімати предмети різної ваги, переміщувати їх у просторі у різних напрямках, навіть працювати за комп’ютером або грати на музичному інструменті.
Кому підходить біоелектричний протез руки
Попри технологічність така конструкція не є універсальною. Щоб інтегрувати сучасний біоелектричний протез до організму людини, має бути виконана низка умов:
- достатній рівень електричної активності м’язів;
- задовільний стан шкіри кукси;
- готовність до тривалої реабілітації.
Рівень ампутації не має у цьому випадку принципового значення. Виготовити й встановити сучасний біоелектричний протез можна навіть при ампутації з вичлененням плечового суглобу. Головна умова — чіткий сигнал. А ось м’язова атрофія, фантомні болі, рубці, набряки, осередки шкірної інфекції на куксі є обмеженнями для такого протезування.
Функції сучасних біоелектричних протезів
Високотехнологічна біоелектрична кисть відтворює більшість базових рухів руки, повертаючи пацієнту автономію в побуті й багатьох видах професійної діяльності.
Керування за допомогою м’язових сигналів
Система керування біоелектричним протезом може бути одноканальною, коли один сенсор відповідає за стискання й розтискання, або двоканальною, де окремі м’язи стимулюють протилежні рухи. У сучасних моделях з алгоритмами розпізнавання патернів мікропроцесори зчитують комбіновані скорочення цілої групи м’язів. Це дає змогу перемикати хвати без затримок.
Рухи кисті та виконання повсякденних дій
Завдяки інтегрованим у кожен палець моторчикам, міоелектрична протезна конструкція здатна виконувати різні види хватів — щипковий, силовий, вказівний та інші.
Сучасні сенсори враховують не тільки вагу й форму, але й крихкість предметів. В такій штучній руці цілком реально утримати паперовий стакан або куряче яйце.
Як підбирають біоелектричний протез
Правильний підбір біоелектричного протеза — кропітка командна робота реабілітолога, фізичного терапевта й протезиста.
Оцінка стану кукси та м’язових сигналів
Спочатку за допомогою діагностичного приладу на куксі шукають точки з найбільш потужним м’язовим сигналом. Також оцінюють:
- амплітуду скорочень м’язів;
- здатність пацієнта окремо напружувати м’язи-антагоністи;
- форму кукси й стан шкіри.
По результатах досліджень визначається конфігурація протезу.
Вибір гільзи, кисті та електронних компонентів
Щоб пацієнт у підсумку отримав індивідуальний біоелектричний протез, фахівець:
- знімає з кукси 3D-скан або зліпок;
- обирає тип кисті за функціоналом — легку, посилену, вологозахищену тощо;
- підбирає ємність акумулятора, яка дозволить користуватися конструкцією протягом дня без додаткової підзарядки.
Виготовлення і налаштування біоелектричного протеза
Процес виготовлення біоелектричного протеза складається з кількох етапів. Спочатку конструюється й приміряється тестова гільза з електродами, за потреби вносяться необхідні зміни. Також на цьому етапі налаштовуються базові пороги чутливості, перевіряється якість сигналу, а пацієнт робить перші прості рухи. Після цього виготовляється постійна гільза й здійснюється остаточне тонке налаштування біоелектричного протеза.
Навчання, адаптація та сервісне обслуговування
Навіть найсучасніша конструкція не забезпечить свободи дій, якщо пацієнт не пройде курс навчання користуванню біоелектричним протезом. Воно полягає у формуванні навичок через керування віртуального кистю на екрані монітора, а пізніше — у відпрацюванні хватів та створення нових нейронних зв’язків.
Щоб звикнути до штучної руки, пацієнту потрібен час. Тим більше, що повноцінна адаптація до біоелектричного протеза полягає не тільки у фізичному звиканні, але й у сприйнятті нових обставин мозком. Тому в перші тижні час носіння збільшують поступово. Це дозволить уникнути набряків, подразнень, м’язових болів, допоможе навчитися сприймати протез як частину власного тіла, подолати ніяковість, повернути впевненість у собі й своїх можливостях.
Конструкція, що містить складну електроніку, потребує періодичної уваги фахівців. Регулярне калібрування та доналаштування, чистка рухомих елементів, перевірка герметичності модулів і стану акумуляторів, вчасна заміна витратних матеріалів дозволять виробу на довгі роки зберегти функціональність.
Планове обслуговування біоелектричного протеза слід робити один раз на рік.
