СОВРЕМЕННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОТЕЗИРОВАНИЯ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ
Ю. Г. Янгурчина, А. Г. Янгурчина, 4 курс
Научный руководитель – к.м.н., асс. Д. В.Савин
Кафедра факультетской хирургии
Оренбургский государственный медицинский университет
Ампутация является одним из самых распространенных физических увечий. В Российской федерации, по данным Министерства здравоохранения в начале 90-х годов на учете состояло 1,5 млн больных с различными ампутациями конечностей и ежегодно проводилось более 90 тыс. новых операций[6, с.74-77]. В настоящее время количество производимых ампутаций увеличивается[5, с.10-39]. Такая негативная динамика не только является следствием повышения роли сосудистых заболеваний и диабета, но связана и с регистрируемым неуклонным ростом травматизма.
Одной из основных задач реабилитации перенесших ампутацию является максимально возможное восстановление уровня их физической активности. Внедрение современных технологий протезирования позволяет получить лучшие результаты.
Все методы современного протезирования преследуют две основных цели – восстановление функции ампутированной конечности и максимальное скрытие косметического дефекта ее отсутствия. Достижение этих целей дает возможность пострадавшему человеку вести активный образ жизни, чувствовать себя комфортно и обходиться без помощи других людей в повседневной жизни.
Основной проблемой уже устаревших на сегодняшний день конструкций признано отсутствие гибкости и какой-либо связи с человеческим организмом, а также недолговечность и неестественный, неэстетичный внешний вид. Протезы, которые в былые времена заменяли руку/ногу, не могли работать так, как их полноценный прототип - соответствующие части тела, и были не способны приблизиться по своим возможностям к естественному аналогу.
|
|
|
При протезировании нижней конечности учитывается нагрузка испытываемая протезом при выполнении опорной функции. Основные методы направлены на обеспечение комфортной ходьбы. Они также отличаются, в зависимости от уровня ампутации нижней конечности:
1. Протезирование пальцев стопы – выполняется достаточно редко, только для достижения косметического эффекта.
2. Протезирование стопы – в основном используются пассивные функциональные протезы, которые выполняют опорную функцию. Одними из наиболее совершенных протезов стопы на сегодня считаются BiOM Ankle компании BionX (США), основанной профессором Массачусетского технологического института (MIT) Хью Хэрром (Hugh Herr). Миоэлектрические протезы BiOM Ankle оснащены микропроцессорами и сенсорами, благодаря которым становится возможной мгновенная автоматическая регулировка угла наклона стопы и уровня амортизации. Также популярными протезами стоп являются стопы SACH и Dynamic, имеющие атомическую форму с гладкой поверхностью, со сформированными пальцами и несколько отставленным большим пальцем; стопа Триас, объединяющая в себе новейший дизайн и лёгкость конструкции; также используются стопы со стандартным шарниром, стопа Грайсингер Плюс и, наконец, последнее слово в протезировании стопы - модель Triton. Изготовление искусственных пальцев из так называемых беспальцевых заготовок протезов стопы считается не только наиболее индивидуальным подходом, это ещё и достаточно трудоёмкий процесс.
|
|
|
3. Протезирование голени – включает применение суставов с модулями, а именно голеностопным и коленным (при ампутации выше коленного сустава). Более современными и функциональными являются активные модули в биотонических протезах, состоящие из двух ключевых элементов - стопы и коленного модуля и оснащённые встроенными микропроцессорами, благодаря чему их можно программировать для более естественной, непринуждённой ходьбы и других движений. На практике наиболее распространёнными считаются коленные модули C-Leg, выпускаемые германской фирмой «Отто Бокк» («Otto Bock») и Rheo Knee, производством которых занимается исландская компания «Оссур» («Ossur»).Данные конструкции используют гидравлический привод с электромоторами, имеют питающую батарею и оснащены управляющими микропроцессорами и соответствующим программным обеспечением. Университете Врие в Брюсселе была разработана система привода нового типа для использования в протезах голеностопного сустава, названная взрывным упругим приводом (EEA) [7, с.57]. EEA состоит из пружины за запирающим механизмом, установленным последовательно с последовательным упругим приводом (SEA). Этот катапультоподобный механизм основан на использовании накопленной энергии для бросания полезной нагрузки без использования взрывчатого вещества. Таким образом, ЕАОС обладает преимуществом хранения энергии и ее высвобождения при необходимости. Этот новый тип приведения в действие доказал свою эффективность с помощью протезирующего голеностопного сустава (AMP-) Foot 2 [10, с.15-18].
|
|
|
4. Протезирование бедра – используется те же методы, что и при протезировании голени. В случае ампутации с вычленением тазобедренного сустава и отсутствия культи, вместо приемной гильзы для фиксации протеза используется специальный корсет.
|
|
|
Современные методы протезирования с использованием специального синтетического покрытия протеза дают дополнительные возможности. Человек с таким протезом может купаться, принимать душ или посещать бассейн, не снимая протеза. Также покрытие хорошо имитирует кожу, производит хороший косметический эффект.[7, с.57]
Относительно недавно в сфере протезирования появилось направление, именуемое "биомехатроникой". Его основная идея - это соединение нервных клеток человека и роботехники. Сейчас научные исследования, проводимые в данном направлении, обращены к созданию и доработке искусственных конечностей, управление которыми осуществляется исключительно силой мысли. К сожалению, пока их функциональность далека от намеченных стандартов и не обеспечивает максимальной точности движений.[9, с.237] Ещё одним не менее важным направлением является остеоинтеграция - сращивание кости с искусственным модулем для того, чтобы отбросить необходимость в использовании культеприёмной гильзы протеза. Эксперименты по сращиванию специальных титановых имплантатов с кожными покровами, мышечной и костной тканями регулярно ведутся во всём мире. Причём некоторые компании предоставили уже свои серийные разработки. Пока ещё все имеющиеся бионические устройства (SmartHand и др.) не в полной мере схожи со своими естественными прототипами. Однако, много внимания уделяется созданию качественной обратной связи и попыткам соединения в единое (с функциональной точки зрения) целое нервной ткани пациента и электронных устройств.[8, с.56]
Актуальность изучения применения 3D-печати в протезировании конечностей обусловлена тем, что на сегодняшний день, протезирование является труднодоступным для среднего слоя населения ввиду его дороговизны. Применение 3D-печати в протезировании подразумевает значительное снижение стоимости протеза, что сделает протезирование более доступным в финансовом плане. [2, с.101]. 3D-печать считается революционной трехмерной технологией и вызывает огромный интерес, потому как позволяет производить изделия с высокой точностью, при этом обладая относительной дешевизной изготовления. Трехмерные технологии печати охватывают многие сферы, в которых они могут применяться. И сфера медицины не исключение. На 3D-принтерах есть возможность печатать протезы, импланты, части органов и даже уже существуют случаи печати целых органов [1, с.15]. Выбор материалов для протезирования достаточно большой, начиная от пластиков и заканчивая металлами. 3D-печать пластиковых деталей может использоваться для изготовления корпусов протезов, а печать металлических – для различных имплантов [4, с.55]. С помощью 3D-принтинга можно воссоздавать изделия, смоделированные индивидуально. При этом изготовление деталей с помощью 3D-печати осуществляется с максимальной точностью, что играет крайне важную роль как в протезировании, так и в медицине в целом [3, с.22].
Технический прогресс, развитие науки и технологий, компьютеризация способствовали развитию в области протезирования. Поэтому все большее количество людей стремятся использовать последние новейшие протезы верхних и нижних конечностей. В настоящее время большая часть «бионических» устройств все еще находится на исследовательском уровне, но можно ожидать, что они скоро появятся на рынке. По-прежнему остается проблемой разработка технологий протезирования для развивающихся стран с учетом противоречивых требований к конструкции. Компоненты должны быть функциональными, так как они обычно используются активными молодыми людьми, но в то же время они также должны быть доступными по цене, очень долговечными и культурно и экологически приемлемыми.
Список литературы
1.Аббасов И.Б. Основы трехмерного моделирования в графической системе 3ds Max 2018:учебное пособие - М: «ДМК-Пресса»,2017.-184с.
2.Андрев В.Д. А.М. Ивкин. Основы проектирования следящих систем: Учебное пособие - Москва: Машиностроение,1978. – 391с.
3.Валетов В.А. Аддитивные технологии (состояние и перспективы): учебное пособие.- Сан-Пет: Университет ИТМО,2015.-63с.
4.Голки Г.Г. Климовицький. В.Г., О.А Бурьянова. Травматология и ортопедия : учебник для студ. высших мед.учеб.заведений - Винница: Новая Книга, 2013.-с.416
5.Государственный доклад о состоянии здоровья населения РФ в 2016 году//Здравоохранение РФ. 2016. №5. С. 10-39.
6.Камченко П.В. Психические нарушения при ампутациях конечностей / П.В. Каменченко, В.Ю. Воробьев // Журн. Психиатрии и неврологии им. С.С. Корсакова. 1992. №2. с.74-77.
7.Au S. K., Herr H.Powered ankle-foot prosthesis // IEEE Robot Autom Mag.2008. №15. P.52–59.
8.Day H.J., Jacobs F., Hughes J. International Society for Prosthetics and Orthotics (ISPO) //Report of ISPO consensus conference on appropriate orthopaedic technology for low-income countries. - Cambodia., 1995. p.56-57.
9.Braun D. Vijayakumar S., Howard M. Optimal variable stiffness control: formulation and application to explosive movement tasks / D. Braun, //Auton Robots.2012. №33. Р. 237.
10.Caputo J. M. Collins S.H.A universal ankle-foot prosthesis emulator for experiments during human locomotion // Biomech Eng. 2014.Р.15-18
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 83; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!