С развитием бионических технологий люди, лишившиеся одной или обеих верхних конечностей, получили шанс улучшить качество своей жизни. Современные биоэлектрические протезы рук, которые также называют миоэлектрическими, — это не просто косметические имитации конечностей, а высокотехнологичные изделия, способные вернуть пользователям утраченную функциональность.
Биоэлектрические протезы рук: принцип работы и возможности
Любой биоэлектрический протез руки основан на собственном миоэлектрическом потенциале человека. В ампутационном культе сохраняются мышцы, отвечавшие за движения кисти и пальцев.
При попытке сжать фантомный кулак, согнуть руку в локте и т. п. человек автоматически напрягает соответствующие группы мышц. В них возникают электрические импульсы, которые считываются датчиками, расположенными внутри гильзы и прилегающими к коже. Датчики усиливают сигнал и передают его на микропроцессор. Он мгновенно обрабатывает информацию и приводит в движение сервоприводы. Таким образом, биоэлектрический протез верхней конечности выполняет необходимое действие с высокой скоростью и точностью.
Возможности таких конструкций значительно шире, чем функционал механических разновидностей. Правильно подобранные биоэлектрические протезы верхних конечностей позволяют удерживать мелкие и хрупкие предметы, поднимать предметы разного веса, перемещать их в пространстве в разных направлениях, даже работать за компьютером или играть на музыкальном инструменте.
Кому подходит биоэлектрический протез руки
Несмотря на технологичность, такая конструкция не является универсальной. Чтобы интегрировать современный биоэлектрический протез в организм человека, должен быть выполнен ряд условий:
- достаточный уровень электрической активности мышц;
- удовлетворительное состояние кожи культевой области;
- готовность к длительной реабилитации.
Уровень ампутации в данном случае не имеет принципиального значения. Изготовить и установить современный биоэлектрический протез можно даже при ампутации с вычленением плечевого сустава. Главное условие — четкий сигнал. А вот мышечная атрофия, фантомные боли, рубцы, отеки, очаги кожной инфекции на культе являются ограничениями для такого протезирования.
Функции современных биоэлектрических протезов
Высокотехнологичная биоэлектрическая кисть воспроизводит большинство базовых движений руки, возвращая пациенту самостоятельность в быту и во многих видах профессиональной деятельности.
Управление с помощью мышечных сигналов
Система управления биоэлектрическим протезом может быть одноканальной, когда один датчик отвечает за сжатие и разжатие, или двухканальной, где отдельные мышцы стимулируют противоположные движения. В современных моделях с алгоритмами распознавания паттернов микропроцессоры считывают комбинированные сокращения целой группы мышц. Это позволяет переключать захваты без задержек.
Движения кисти и выполнение повседневных действий
Благодаря встроенным в каждый палец моторчикам, миоэлектрическая протезная конструкция способна выполнять различные виды захватов — щипковый, силовой, указательный и другие.
Современные датчики учитывают не только вес и форму, но и хрупкость предметов. В такой искусственной руке вполне реально удержать бумажный стакан или куриное яйцо.
Как подбирают биоэлектрический протез
Правильный подбор биоэлектрического протеза — кропотливая совместная работа реабилитолога, физиотерапевта и протезиста.
Оценка состояния культея и мышечных сигналов
Сначала с помощью диагностического прибора на культе ищут точки с наиболее мощным мышечным сигналом. Также оценивают:
- амплитуду сокращений мышц;
- способность пациента отдельно напрягать мышцы-антагонисты;
- форму культе и состояние кожи.
По результатам исследований определяется конфигурация протеза.
Выбор гильзы, кисти и электронных компонентов
Чтобы пациент в итоге получил индивидуальный биоэлектрический протез, специалист:
- снимает с культе 3D-скан или слепок;
- выбирает тип кисти по функционалу — легкую, усиленную, влагозащищенную и т. д.;
- подбирает емкость аккумулятора, которая позволит пользоваться конструкцией в течение дня без дополнительной подзарядки.
Изготовление и настройка биоэлектрического протеза
Процесс изготовления биоэлектрического протеза состоит из нескольких этапов. Сначала конструируется и примеряется тестовая гильза с электродами, при необходимости вносятся необходимые изменения. Также на этом этапе настраиваются базовые пороги чувствительности, проверяется качество сигнала, а пациент совершает первые простые движения. После этого изготавливается постоянная гильза и осуществляется окончательная тонкая настройка биоэлектрического протеза.
Обучение, адаптация и сервисное обслуживание
Даже самая современная конструкция не обеспечит свободу действий, если пациент не пройдет курс обучения пользованию биоэлектрическим протезом. Оно заключается в формировании навыков посредством управления виртуальной кистью на экране монитора, а позже — в отработке захватов и создании новых нейронных связей.
Чтобы привыкнуть к искусственной руке, пациенту нужно время. Тем более что полноценная адаптация к биоэлектрическому протезу заключается не только в физическом привыкании, но и в восприятии новых обстоятельств мозгом. Поэтому в первые недели время ношения увеличивают постепенно. Это позволит избежать отеков, раздражений, мышечных болей, поможет научиться воспринимать протез как часть собственного тела, преодолеть неловкость, вернуть уверенность в себе и своих возможностях.
Конструкция, содержащая сложную электронику, требует периодического внимания специалистов. Регулярная калибровка и донастройка, чистка подвижных элементов, проверка герметичности модулей и состояния аккумуляторов, своевременная замена расходных материалов позволят изделию на долгие годы сохранить функциональность.
Плановое обслуживание биоэлектрического протеза следует проводить один раз в год.
