Når en person mister et lem, så er det vigtigstehans drøm er at føle en arm eller et ben igen. Og ikke bare føle, men udføre alle bevægelser med lemmen, der er tilgængelige før skade eller sygdom: tag en kop, snør skoene, gå med støtte på begge ben. En bionisk protese eller en kompleks enhed, der fanger nerveimpulser, giver dig mulighed for at genvinde tabte muligheder.
Hvordan opstod smarte proteser?
Prototypen på "levende" proteser blev opfundet og beskrevetscience fiction forfattere. Det er i deres værker, at mekaniske assistenter, der fungerer bedre end levende organer, kom til at erstatte hænder, ben, øjne og hjerter tabt i kampe. Det mest berømte eksempel er Camerons Terminator, der kun tog et eksternt udseende fra en person.
Få mennesker ved, at prototypen på moderne proteserstammer tilbage fra 1800 -tallet, hvor en metalkugle blev indsat i et træben for at gøre den nederste del bevægelig. Men i det 20. århundrede blev disse primitive enheder erstattet af en bionisk protese, skabt i skæringspunktet mellem flere videnskaber: medicin, teknik, bionik og elektronik.
Forskere fra forskellige lande bestrider forrang i dettespørgsmål, men fakta er, at den første fungerende bioniske håndprotese blev præsenteret på en ortopædisk udstilling i den tyske by Leipzig i 2010. I løbet af de år, der er gået siden denne begivenhed, er der blevet udviklet et stort antal proteser til hænder, arme, fødder, ben og endda hundepoter i verden.
Hvad er bionik?
Dette er en hel videnskab, der studerer dyreliv ogmuligheden for at overføre principperne for arbejdet med levende ting til industrielle analoger. Ingeniører leder efter ideer fra naturen og legemliggør dem i deres enheder og strukturer. I denne forstand er bioniske proteser bare en dråbe i spanden. Så de velkendte velcrolukninger kopierer bare den måde, burfrøene bevæger sig. Sugekopperne er lånt fra igler. Ved design af ubåde tog de en regnorm som model - alle dens "rum" er autonome. Det utroligt hårdføre metalåbning af Ostankino og Eiffeltårnene er en mangfoldigt forstørret kopi af den menneskelige rørformede knogle. Den vævning af metal, som alle beundrer, er en kopi af strukturen af knoglevæv, der kombinerer styrke og fleksibilitet.
Selv en etagers bygning, hvor på samme tidbor så forskellige familier, afskrevet fra bikage. Ideen om forskellige mennesker, der bor i "celler" under ét tag med fælles kommunikation, kopierer en bi -kolonis levemåde.
Bioniske inkarnationer findes i mange objekter omkring os: bildæk, fly, overvågningskameraer, fartøjer og de mest almindelige ledled.
Hvordan fungerer den enkleste bioniske protese?
Efter skade eller i sygdomsforløb, et lemamputeret. Den resterende stub består af mange væv: hud, muskler, knogler, blodkar og nerver. Under operationen fjerner kirurgen den bevarede motoriske nerve til den resterende store muskel. Efter at såret er helet, kan nerven transmittere et motorsignal. Dette signal modtages af en sensor installeret på protesen. Et komplekst computerprogram er involveret i processen med at opfatte en nerveimpuls.
Derfor kan en bionisk protese kun udførede handlinger, der er foreskrevet i dette program: Tag en ske, gaffel eller kugle, tryk på en tast og lignende. I forhold til fraværet af et lem er evnen til selv at have en begrænset mængde bevægelse et enormt fremskridt. Selv de bedste og mest sofistikerede bioniske proteser kan dog endnu ikke udføre alle de små og præcise bevægelser, som et levende lem er i stand til.
Hvordan bevæger nerveimpulsen sig fra hjernen til protesen?
For at forstå, hvordan bioniske proteser virker, skal du huske normal menneskelig fysiologi.
De bevægelser, vi foretager gentagne gange ii løbet af dagen kaldes automatisk. At rejse sig, gå på toilettet, vaske, børste tænder, tage på - alt dette forårsager ingen tanker hos os. Kroppen gør alt, hvad der skal gøres af sig selv. Men faktisk tænkes begyndelsen på enhver bevægelse. Det vil sige, at vi først tænker: vi skal børste tænder, lave kaffe, tage tøj på. Hjernen sender signaler til de muskler, der er involveret i denne bevægelse. En muskel kan kun trække sig sammen eller slappe af på et signal fra hjernen. Men processen fortsætter så hurtigt og problemfrit, at vi ikke har tid til at indse, hvad der sker. I tilfælde af en protese er alt mere kompliceret: Først læses et signal om bevægelse af en elektrode placeret ved siden af den nerve, der er bragt ud til musklen, og derefter sendes den til processoren inde i protesen. Denne proces er også ret hurtig, men handlingens hastighed er stadig ringere end et levende lem.
Kunstige menneskelige "dele"
Siden den første bionic blev introduceretprotese, er videnskaben gået langt foran. Hvis de første modeller var omfangsrige, krævede kontakter og kun kunne udføre de enkleste bevægelser, så kan moderne modeller næppe kaldes proteser. Disse er elegante ingeniørprodukter, som om de stammer fra skærmen på futuristiske film.
Protesen ligner absolut en sund hånd, det kan denskrive, holde bestik, rat eller hønseæg. Til perfekte bevægelser bruges en persons egne væv nogle gange fra andre dele af kroppen - for eksempel fra benene.
Idéer fra fremtiden
Ingeniører og forskere er ustoppelige i deres fantasier.Så forskere var endda i stand til at "omgå" øjets beskadigede nethinde og udsende billedet af det omgivende direkte til synsnerven. En person, der er blevet blind som følge af en skade, hvis synsnerven er intakt, kan regne med at se familiens ansigter igen eller et smukt daggry.
Enheder, der forbedrer hjernens funktion, er allerede dukket op. Så rysten eller Parkinsons sygdom kan håndteres med en implanteret elektrode.
Mennesker, der er blevet immobile på grund af lammelseimplanter elektroderne direkte i hjernen, så de kan betjene kunstige arme og ben. For en person, der er helt afhængig af andre, er muligheden for selvbetjening en uudsigelig glæde.
Spørgsmålet om chips implanteret under huden, der kan udskifte nøgler, et bankkort og et identitetskort på samme tid, diskuteres.
Hvad har vi?
Det mest kendte firma, der producererbioniske proteser i Rusland, er Moskva Prosthetic Rehabilitation Center. Her samles proteser fra moduler, produkter fra Tyskland, Island og Rusland bruges.
Hver persons protese har individsæregenheder. Dette er niveauet af amputation, og vægt og højde og besættelse, gangart og små bevægelser, alder. Mange selvlæringsmoduler bruges. Ikke kun en person tilpasser sig en protese, men også en protese til en person. Selvlæringsmodulet, udstyret med indbygget kunstig intelligens, husker gangartens funktioner og bevægelsesruten. Modulet "lærer" ikke kun trinbredden og belastningen på lemmen, men husker også antallet og højden af trin, huller og huller undervejs. Modulerne kopierer hjernens handlinger, der forbereder et trin eller en anden bevægelse.
Hvor meget koster en "levende" protese?
Omkostningerne ved bionisk protese er stadig højeog i vanskelige tilfælde kan nå millioner af rubler. Tilbagevenden til et tilfredsstillende liv er imidlertid vanskelig at vurdere materielt. Faktisk er installationen af bioniske proteser den eneste mulighed for en handicappet person at vende tilbage til det normale liv: At lave og gennemføre planer, forsørge en familie og opnå karrierehøjder.
Det vigtigste er at komme tilbage til fællesskabetraske, selvhjulpne mennesker. Mennesker med "levende" proteser fortsætter med at føre deres sædvanlige livsstil, danse og modtager endda sportspriser. Det vil sige, at protesen bliver en del af en person så meget, at det er svært at skelne de levende muskels handlinger fra deres bioniske modstykker.
Protetik: udviklingsstadier
Sammenlignet med konventionel bionisk håndprotese -et rigtigt gennembrud. For nylig kunne en person, der har mistet en hånd, kun regne med to muligheder: En hudklap blev dannet mellem ulna og radius, så en person kunne få fat i store genstande, eller en krog blev fastgjort til kulten. Begge var ubehagelige og uæstetiske. I dag begynder selv dannelsen af en stub til en fremtidig protese på operationsstuen. Fra de første dage i den postoperative periode arbejder en protetiker med offeret og hjælper med at vælge den bedste kombination af dele. Stubben dannes og trænes, og delene af den fremtidige protese er maksimalt tilpasset de resterende muligheder. En delikat silikone manchet med indlejrede chips er i kontakt med huden. Der er ingen slid fra moderne proteser. Programmet for hvert produkt udvikles individuelt, afhængigt af hvad personen gør. Opgaven er den maksimale genoprettelse af funktionen.
Hjælp til mennesker med handicap
En person, der har mistet et lem, er obligatoriskordren undergår en læge- og socialundersøgelse. Samtidig med oprettelsen af en handicapgruppe udvikles der et socialt rehabiliteringsprogram for alle. Rehabilitering forudsætter først og fremmest brug af tekniske midler, der letter en persons tilbagevenden til arbejdet. Alle bioniske lemmer proteser er inkluderet i den obligatoriske liste over sådanne tekniske midler. En person har et valg: inden for rammerne af rehabiliteringsprogrammet, modtage et færdigt produkt eller købe det på egen hånd med efterfølgende modtagelse af monetær kompensation. Erstatningsbeløbet beregnes ud fra de gennemsnitlige omkostninger ved lignende proteser.
Hvad arbejder udviklerne på?
Moderne bioniske håndproteser er fremragendeudføre subtile bevægelser, men personen modtager ikke fra dem de fornemmelser, som han er vant til. Så med en protese kan du stryge en persons hår, men du kan ikke mærke varmen i hovedbunden og hårets blødhed. Forskere er nu engageret i at fjerne denne meget mangel. Specialister har allerede lært, hvordan man smelter knogler med titanium og forbinder bevægelses- og sansesensorer direkte til en levende nerve. Så den bioniske hånd erstatter den levende fuldstændigt, og personen modtager taktile fornemmelser, som han har været frataget i mange år. Den direkte forbindelse mellem nerver og muskler med en teknisk enhed øger hastigheden af bevægelse meget og bringer den tættere på det naturlige.
Hvad er delene af et bionisk ben?
En moderne bionisk benprotese indeholder flere væsentlige elementer, såsom:
- silikone manchet med indbyggede sensorer;
- støtte - en titaniumstang, formet som en skinneben;
- hængselsmodul med mikromotorer og processor;
- en kunstig intelligens -enhed, der behandler alle indgående signaler.
Nyeste modeller af proteser fra førende tyskervirksomheder har en særlig belægning, der minder meget om læder. Syntetisk læder har et dobbelt formål: det beskytter protesens dele mod fugt og udfører en kosmetisk funktion. Du kan lade den overtrukne protese stå på, tage et brusebad med den og gå gennem vandpytterne.
Lidt fantasi
I dag lever flere på den samme planet med osen person, der har 2 eller endda 3 bioniske proteser på samme tid. Syntetisk læder er opfundet, der ændrer sejhed. Eksoskeletoner er opfundet for at hjælpe lammede mennesker med at gå. Tanke-drevne produkter udvikles. Eksperimenter er i gang for at dyrke nerver i mikrokanaler. Teoretisk set er dagen ikke langt væk, hvor det vil være muligt at dyrke en nerve af den nødvendige længde. Forskere forsøger at sløre grænsen mellem dyreliv og tekniske enheder. Antallet af bevægelser udført af bioniske proteser stiger konstant, og deres kompleksitet øges også.
Alt dette giver store forhåbninger om, at personen vil blive stærkere end sygdommen.
Lemmerproteser bliver rutineen procedure, der returnerer en person til sit sædvanlige forløb. Måske kommer den dag, hvor enhver del af menneskekroppen kan erstattes med en kunstig. Jeg vil i hvert fald virkelig tro det.
