Отто бокк протезы верхних конечностей

Первоочередной целью протезирования в мастерских ОТТО БОКК является восстановление мобильности, позволяющее выйти на новый уровень независимости и качества жизни. Весь процесс может занять несколько месяцев в зависимости от множества факторов, одними из основных среди них будут ваша собственная мотивация и участие.

Реабилитационный цикл компании ОТТО БОКК по протезированию верхних конечностей наглядно продемонстрирует вам все этапы процесса протезирования в наших мастерских.

Проследите этапы по рисунку.

Личное интервью и последующая оценка физических возможностей являются необходимой отправной точкой каждого протезирования.

Если ампутация проводится планово, тогда лечащий врач, т.е. оперирующий хирург, может пригласить к общению техника-протезиста, чтобы, учитывая медицинские показания, обсудить с ним возможный оптимальный уровень ампутации с точки зрения дальнейшего успешного протезирования. Также можно пригласить врача ЛФК или физиотерапевта с тем, чтобы он объяснил пациенту, как уже на этой стадии необходимо готовить себя к протезированию с точки зрения функциональной готовности мышечной системы и организма в целом. Таким образом, подготовка к протезированию может и должна начинаться еще до самой плановой ампутации.

В случае несчастного случая консультация возможна будет уже сразу после операции. Мы советуем обращаться за консультацией к специалистам сразу, как это будет возможно. Это необходимо для того, чтобы ваши ожидания от протезирования и последующего процесса реабилитации совпадали с возможностями протезирования при существующем уровне ампутации, вашими физическими возможностями и медицинскими показаниями.

Помимо этого, мы готовы к обсуждению с вашим врачом для достижения максимально возможного в вашем случае результата протезирования.

Мы знаем, что ампутация - это очень серьезное изменение в вашей жизни. Однако, вам не придется тянуть это бремя в одиночку. Ваша реабилитационная команда поддержит вас при возникновении проблем и ответит на все возникающие вопросы. Не стесняйтесь говорить о своих страхах - нам знакомы подобные ситуации и мы поможем вам их преодолеть. Чем раньше вы получите поддержку, тем быстрее вы преодолеете психологические конфликты и страхи и поспособствуете скорейшему восстановлению и возвращению качества жизни.

На основании нашего многолетнего опыта мы можем оценить позитивное влияние в результате общения с другими ампутантами, что позволяет вам получить новый взгляд на то как люди справляются с ситуацией. Более того, вы можете получить ценные советы от пользователей протезов о процессе настройки протеза и узнаете как справляться с повседневными заботами.

Непосредственно после операции основное внимание уделяется заживлению культи, так что вы можете приступать к терапии. Вполне вероятно, что сразу после операции на культю будет наложен специальный бандаж для оттока жидкости и крови от раны.

Для подбора лучшего решения для протезирования ваш техник проведет персональное интервью и тщательный медицинский осмотр непосредственно в мастерской. Тогда и будут определены и сопоставлены ваши нужды и возможности для протезирования.

Лечебные мероприятия следуют для подготовки к протезированию.

После ампутации конечности наблюдается выраженный отек культи и прилежащих тканей. Такой отек является нормальной реакцией организма на оперативное вмешательство и обычно спадает через несколько недель. В это время рану культи необходимо прикрывать при помощи специального бандажа или пластыря, т.к. при сохранении отека культе понадобится больше времени для заживления и протезирование придется отложить. Противоотечная терапия и применение специальных кремов ускоряет заживление рубцовых тканей, делая их мягче и эластичнее, а также устойчивее к внешним воздействиям, что необходимо при ношении протеза.

Как только бандаж или пластырь с раны будут сняты, необходимо начинать компрессионную терапию используя специальную технику бинтования. Правильная компрессия улучшает циркуляцию крови, снижает болевые ощущения, в том числе, фантомные боли, ускоряет процесс заживления тканей. В первые несколько дней или недель процедуру выполняет медицинский персонал. В дальнейшем вам расскажут вам как выполнять эту процедуру самостоятельно. Вам необходимо носить компрессионный трикотаж до тех пор, пока культя не заживет. Как только это произойдет, вы можете попробовать одну ночь поспать без бинта. Но, предварительно проконсультируйтесь с вашим доктором или реабилитологом. Если культя снова начнет отекать, компрессионную терапию нужно будет продолжить.

Альтернативой компрессионной терапии может быть использование силиконовых лайнеров. Они доступны как в стандартных размерах, так и индивидуального изготовления. Лайнер оказывает давление на культю, приводя ее в надлежащее состояние, в то время как эластичный, приятный для кожи силикон делает рубец мягким и гибким. Ваш техник-протезист в дальнейшем подскажет Вам как правильно носить и ухаживать за силиконовым лайнером.

Сразу после операции медицинский персонал поможет Вам менять положение культи несколько раз в день для избегания появления пролежней и помощи в нахождении безболезненного положения. Вы должны занять такое положение в кровати, чтобы ближайшие к культе мышцы и сустав, не укорачивались и не костенели. Правильное позиционирование культи будет показано Вашим доктором или терапевтом.

Начало терапии особенно важный шаг на пути к возвращению вашей независимости. Ваша реабилитационная команда подготовит индивидуальную терапевтическую программу . Мы рекомендуем вам начинать терапию для восстановления ваших мышц сразу, как это будет возможно после операции.

Подготовительные тренировки направлены на укрепление мышц туловища для ношения протеза руки. Ампутация руки вызывает потерю веса с ампутированной стороны, что может вызывать дисбаланс равновесия и проблемы с осанкой. Важно уделять особое внимание поддержанию мускулатуры торса и здоровью спины. Держите это в уме выполняя специальные упражнения, которые предотвратят дальнейшее развитие осложнений.

Для поддержания гибкости сохранившихся суставов сторона культи тоже должна быть включена в тренировки. Врач-реабилитолог покажет вам комплекс упражнений для тренировки мышц торса, спины, плеч и культи. Помните, без вашего активного участия невозможен успех реабилитации.

Тренировка здоровой стороны должна осуществляться несмотря на то, какая сторона пострадала - сильная или слабая. Должна разрабатываться мелкая моторика и ловкость, а также проводиться силовые тренировки. Чем больше способностей вы разовьете у здоровой руки, тем легче вам будут даваться повседневные заботы и хлопоты. На самых ранних стадиях важно практиковать такие сложные действия, как чистка зубов или тренировка письма.

Индивидуальные рекомендации по подбору оптимальной комплектации протеза с учетом возможностей и целей пациента.

Ваш техник-протезист в мастерской ОТТО БОКК рассмотрит все факторы, влияющие на выбор подходящего для вас протеза руки. Это и ваши физические данные и показатели здоровья, и уровень ампутации, ваша мотивация и ожидания от пользования протезом, а также вашу профессиональную деятельность и потребности в личной жизни. Опции, предлагаемые современными протезами Ottobock отвечают всем потребностям ежедневной жизни. Ваш техник-протезист поможет подобать лучшие для вас комплектующие. Основные задачи вашего протеза руки: возвращение вам необходимого уровня качества жизни, предотвращение проблем с осанкой, а так же устранение дисбаланса между руками и избежание чрезмерного напряжения здоровой руки.

Индивидуальные измерения, необходимые для точного изготовления протеза.

Ампутация верхней конечности на любом уровне приводит к драматическому снижению возможностей. Самые простые действия становятся невозможными или требуют неимоверных усилий. Специалисты протезно-ортопедического концерна Ottobock в Германии разрабатывают и выпускают уникальные протезы верхних конечностей. Заложенные в них возможности позволяют реализовать главный принцип этого всемирно известного предприятия – вернуть пациентам независимость и полноту жизни, максимально заместив утраченные функции с помощью функциональных, надежных, удобных, легких и эстетичных протезов.

В центрах протезирования Ottobock в Дудерштадте и Берлине реализуется комплексная программа, включающая множество этапов от подготовки к протезированию верхних конечностей до помощи в освоении индивидуально изготовленного и подогнанного протеза. При плановой ампутации специалисты Отто Бокк начинают работать с пациентом еще до операции. Они обсуждают с ним оптимальные варианты будущего протезирования, рекомендуют комплекс упражнений для укрепления мышц, особо значимых для пользования протезом, обучают приемам, облегчающим течение послеоперационного периода. Затем пациенты встречаются со специалистами Отто Бокк уже после первичной постампутационной реабилитации в стационаре.

Выбор протеза Отто Бокк прежде всего определяется:

уровнем ампутации. Например, при отсутствии частей нескольких пальцев лучшим вариантом является косметическая силиконовая оболочка. А при вычленении верхней конечности в плечевом суставе необходим функциональный протез с культеприемной гильзой, адаптерами, элементом плеча, локтевым, лучезапястным модулями и функционирующей кистью;
возрастом, телосложением, степенью физической активности, характером профессиональной деятельности, личными запросами, связанными с индивидуальными жизненными обстоятельствами пациента.

После выбора оптимальной конструкции протез изготавливается по индивидуальным меркам. Затем начинается этап его примерок и подгонок. Неоднократные посещения центра протезирования Отто Бокк могут показаться несколько утомительными, но их итогом становится идеальное соответствие протеза анатомическим особенностям и потребностям конкретного пациента. А это означает, что его можно будет использовать в повседневной жизни с максимальной пользой, не испытывая при этом дискомфорта.

Обучение пользованию и уходу за протезом – важная часть работы специалистов центров Отто Бокк в Германии. После серии тренировочных занятий с физиотерапевтами пациенты приобретают навыки правильного надевания и снятия протеза, рационального и полного извлечения всех заложенных в нем возможностей.

Компания Ottobock в Германии выпускает более 40 тысяч наименований протезно-ортопедической и реабилитационной продукции. Разнообразные протезы верхних конечностей составляют ее существенную часть. Основная их масса представлена:

миоэлектрическими протезами. В основе их функционирования лежит восприятие и преобразование в движения биопотенциалов от мышц культи, участвующих в норме в тех или иных действиях;
бионическими протезами с микропроцессорной обработкой информации от интегрированных с ними сенсоров, отличающиеся повышенной маневренностью и высокой функциональностью;
уникальными по реалистичности эстетическими протезами кисти и косметическими оболочками для протезов разного типа.

В числе самых современных и эффективных протезов верхних конечностей Ottobock:

протез кисти Bebionic. Снабженный отдельными двигателями каждого пальца, легкий и простой в управлении, обеспечивающий 14 вариантов захвата и широкий диапазон моторных возможностей;
миоэлектрический протез MyoFacil. Подходит пациентам с ампутацией руки на уровне предплечья, прост в использовании, надежен и многофункционален. Снабжен опцией произвольной блокировки кисти;
бионическая кисть Michelangelo. Максимально приближает пациентов к уникальным возможностям человеческой руки, возвращая им способность выполнять тонкие и точные движения;
миоэлектрический протез плеча Dynamic Arm. Позволяет пациентам с самым высоким уровнем ампутации руки без значительных усилий выполнять настолько большой объем действий, чтобы чувствовать себя абсолютно независимым.

Рука человека — универсальный инструмент, способный как выполнять силовые операции, так и аккуратно и надежно удерживать хрупкие предметы. Утрата верхних конечностей является одной из древнейших проблем человечества, решение которой стало возможным благодаря научному и техническому прогрессу.

От железной руки до бионического протеза

Задачу замены утраченных конечностей человечество пыталось решить еще в античности. Самым известным протезом средневековья является "железная рука" рыцаря фон Берлихингена, сделанная в 1504 году. Протез был похож на железную перчатку с пятью пальцами, которые с помощью шестерни могли поворачиваться и фиксироваться, что позволяло удерживать предметы или оружие. Крепился протез к руке кожаными ремнями. Примерно в ту же эпоху подвижные искусственные конечности сконструировал француз Амбруаз Паре. В начале XIX века немецкий стоматолог и хирург Петер Балифф придумал способ управлять пальцами протеза при помощи движения локтевого сустава. Для этого были использованы тяги, закрепленные на плече пациента так, что при разгибании локтевого сустава пальцы разгибались и, наоборот, для захвата предмета протезом необходимо было согнуть локоть.

После Второй мировой войны для передачи движения пальцам протеза стали использоваться электрические двигатели. В конце 1960-х годов была разработана первая миоэлектрическая система управления, в основе которой лежат методы регистрации и анализа мышечных биопотенциалов (электромиограмма, ЭМГ) человека. Несколько электродов закрепляются на поверхности кожи человека и позволяют измерять электрические импульсы, которые возникают при напряжении и расслаблении мышцы. Эти импульсы через электронные преобразователи передаются к моторам, которые перемещают пальцы. Таким образом, при помощи напряжения и расслабления определенной группы мышц человек может управлять работой протеза. Такие протезы называются бионическими (от древнегреч. — живущее), то есть являются решениями, непосредственно заимствованными у живой природы.

Четыре вида протезов

Протезы верхних конечностей разделяются на две основные группы — пассивные (косметические и функциональные) и активные (тяговые и миоэлектрические).

Косметические протезы являются высококачественными муляжами здоровой руки, хотя и позволяют выполнять некоторые простые действия, например, поддерживание и толкание предметов. При этом технологии производства косметических протезов могут быть использованы при изготовлении съемных оболочек активных протезов.

К функциональным протезам относятся протезы с возможностью смены насадок, которые могут быть выполнены в виде различных инструментов — крюк, зажим, кольцо, гаечный ключ, молоток и др.

Тяговые протезы представляют собой простейшую версию активных протезов и приводятся в движение при помощи сгибания локтевого сустава, вследствие чего обладают ограниченной функциональностью за счет всего лишь одного варианта сжатия пальцев.

Электромеханические роботизированные (бионические) протезы являются наиболее эффективными решениями для протезирования, так как способны более точно копировать кинематику кисти руки здорового человека за счет использования нескольких независимых приводов для пальцев. Использование большего числа степеней свободы (как правило, пяти-шести) по сравнению с тяговыми протезами позволяет управлять положением пальцев, за счет чего становится возможным выполнение сложных сочетаний движений и реализация разнообразных положений пальцев (паттернов), что позволяет эффективнее захватывать предметы.

Особенности бионических протезов

Последнее десятилетие отмечено высокой активностью среди разработчиков антропоморфных манипуляторов захвата для роботов и бионических протезов рук. В подобных манипуляторах для роботов (DLR Hand II Аэрокосмического центра Германии, Shadow Dexterous Hand компании Shadow Robotics) используются до 22 приводов для управления пальцами, применяются тактильные сенсоры на контактных площадках. Система управления позволяет автоматически схватывать предметы различных форм. Но в качестве протезов подобные решения использоваться не могут из-за большой массы и габаритов предплечья, в котором размещаются сервоприводы. Поэтому, в отличие от антропоморфных манипуляторов, для роботов в бионических протезах используются ограниченный набор приводов и специальная конструкция пальца, в которой дистальная фаланга объединяется с медианной для снижения числа подвижных элементов. Это необходимо, чтобы снизить массу протеза и разместить электронику и моторы внутри кисти, так как автономная кисть позволяет выполнять протезирование с различной степенью ампутации предплечья.

Своими успехами разработчики бионических протезов обязаны последним достижениям науки и техники в области аккумуляторов высокой плотности, появлению различных сенсорных устройств, позволяющих бионической руке чувствовать и ощущать взаимодействие с объектами подобно человеку, компактных электрических моторов, высокая эффективность которых обусловлена прогрессом в области производства магнитов на основе редкоземельных металлов. А также микропроцессорам, способным с высокой скоростью обрабатывать информацию от множества сенсоров и принимать решение по управлению приводами пальцев для достижения заданного положения.

Благодаря 22 степеням свободы кисть человека позволяет выполнять сложные сочетания движений, захватывать предметы различной формы. Развитая система осязания дает возможность захвата предметов на ощупь, а также надежно удерживать и выполнять манипуляции.

Современные бионические протезы обладают широким набором вариантов сжатия, специально разработанных для повседневных задач. Управление режимами работы таких протезов может осуществляться как за счет регистрации биопотенциалов на остаточных группах мышц пользователя, так и электрической активности головного мозга, либо при помощи специальной панели управления.

Для пользователя на данный момент недоступно непосредственное управление движением каждого отдельного пальца протеза. Это обусловлено отсутствием коммерческих решений для интеграции с существующими бионическими протезами, а также сложностью в реализации устройств многоканального захвата биосигналов человека. В лаборатории прикладных кибернетических систем МФТИ под руководством Т.К. Бергалиева ведутся разработки в области человеко-машинных интерфейсов на основе биосигналов человека. В частности, там разработана восьмиканальная система управления на основе ЭМГ-сигналов, позволяющая регистрировать интегральную активность мышц предплечья, повышая тем самым количество управляемых степеней свободы. Для коммерциализации разработанной технологии была создана компания ООО "Гальвани-Бионикс", получившая поддержку Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.

Будущий пользователь может научиться пользоваться протезом с помощью специального программного обеспечения, позволяющего посредством миоэлектрических сенсоров управлять виртуальной моделью будущего протеза. К обучению можно приступать уже на ранних послеоперационных стадиях подготовки к установке бионического протеза, так как для установки протеза требуется изготовить индивидуальную приемную гильзу и может пройти продолжительное (до шести месяцев) время до сформирования окончательной культи.

Зарубежные разработчики протезов часто уделяют преувеличенное внимание количеству паттернов движения (жестов) пальцев, которое иногда доходит до 15-20. Для повседневного использования такое избыточное число не требуется и даже может создать неудобство, так как в течение дня приходится часто переключаться между наиболее подходящими паттернами, при этом используются, как правило, пять-шесть вариантов. При помощи бионических протезов человек может выполнять различные бытовые действия: пользоваться электро- и столовыми приборами, работать за компьютером, перемещать предметы и сумки, открывать емкости и бутылки, гладить белье, одеваться и многое другое.

Технически различаются два варианта компоновки бионических протезов:

Размещение моторов внутри ладони (BeBeonic 3 (OttoBock, Германия, 2012), Michelangelo Hand (OttoBock, Германия,2011), "Миотея" ПР2-Б1 ("НПФ Галатея", РФ, 2005), Stradivary (ООО "Моторика", РФ, 2016))
Размещение моторов внутри пальцев и, как следствие, возможность протезировать отдельные пальцы (iLimb Ultra (OSSUR, Исландия, 2008), Evolution 2 (Vincent Systems, Германия, 2015), Kleiber Solo (ООО "Клайбер Бионикс", РФ, 2016)).

Основные преимущества перспективных современных бионических протезов заключаются в следующем:

Способность надежно захватывать предметы разных форм
Аккуратный автоматический захват хрупких предметов с учетом развиваемых усилий
Возможность "осязания" объектов взаимодействия за счет обратной тактильной связи
Поворот кисти за счет дополнительных приводов
Стабилизация предмета за счет управления положением запястного сустава.

В России в настоящее время на рынке представлен только один бионический протез "Миотея" компании "НПФ "Галатея"", разработанный более десяти лет назад. "Миотея" является наиболее доступным решением, имеет одну степень свободы и может управляться при помощи одно- или двухканальной системы. В первом случае закрытие и раскрытие кисти производится при помощи одной мышцы, во втором используются разные мышцы. Данный протез значительно уступает по функциональности зарубежным.

Перспективными разработками доступных бионических протезов, не уступающих зарубежным аналогам по функциональности, занимаются отечественные компании ООО "Моторика" (Stradivary) и ООО "Клайбер Бионикс" (Kleiber Solo).

Компания "Моторика" представила первый в России детский активный тяговый протез "Киби", предназначенный для выполнения захвата небольших предметов. "Киби" изготавливается по индивидуальным меркам по технологии селективного лазерного спекания порошка. В настоящее время компания "Моторика" разрабатывает предсерийный прототип бионического протеза кисти Stradivary, обладающего шестью степенями свободы с размещением приводов внутри ладони. Протез Stradivary планируется оснащать специальным модулем с функцией умных часов.

Линейка разрабатываемых протезов Kleiber компании "Клайбер Бионикс" предназначается для людей с различной степенью ампутации верхних конечностей. Ключевой особенностью этих протезов является использование тактильных сенсоров, размещаемых на подушечках пальцев. Конструктивно тактильный сенсор представляет собой группу контактных площадок, покрытых иммерсионным золотом, поверх которой располагается чувствительный эластомер — композит квантового туннелирования (QTC). Это материал, который в нормальном состоянии является изолятором, но становится проводящим под действием внешних факторов: давления, натяжения или скручивания. Тактильный сенсор позволяет измерять не только нормальную составляющую приложенного воздействия, но и тангенциальную. Измерение последней позволяет значительно улучшить качество системы управления захватом, обеспечивая определение момента начала проскальзывания удерживаемого объекта. Протез дает возможность осязания взаимодействия с предметами, что обеспечивает аккуратный захват легких и хрупких предметов, а пользователь получает обратную тактильную связь. Кисть Kleiber Solo представляет собой сменный модуль, приводимый в движение шестью приводами, который может быть установлен на персональную культеприемную гильзу, а также предназначается для работы в составе протезов руки Kleiber Duo и Trio.

Пользователи протезов Kleiber и Stradivary могут самостоятельно настраивать конфигурацию или выбирать из набора готовых паттернов захвата при помощи специальных мобильных приложений, управление протезами осуществляется при помощи миоэлектрических модулей, входящих в комплект поставки. Заряда аккумуляторов хватает на 10-12 часов активной работы. Стоимость бионических протезов Kleiber и Stradivary в несколько раз ниже зарубежных аналогов.

Также компания "Клайбер Бионикс" совместно с разработчиком сервоприводов "РУ.Роботикс" проводят разработку бионического протеза руки выше локтевого сустава Kleiber Duo и Trio. В этих протезах для движения локтевого и плечевого суставов используются до четырех дополнительных приводов. Так, бионические протезы рук для пациентов с ампутацией выше локтевого сустава в данный момент представлены в США (APL's Modular Prosthetic Limb Университета Джонса Хопкинса и Arm System исследовательского центра DEKA Research) и Германии (DynamicArm компании OttoBock). Для управления такими протезами используются многоканальные системы регистрации биопотенциалов.

Одной из задач при разработке бионических протезов является преодоление так называемого эффекта "зловещей долины". В 1978 году японский ученый Масахиро Мори при исследовании эмоциональных реакций на внешний вид роботов обнаружил, что люди с симпатией относятся к антропоморфным механизмам до определенного предела человекоподобия. Максимальное же сходство с человеком, наоборот, вызывает у них тревогу, отвращение и страх. Этот крутой провал на графике зависимости симпатии окружающих от человекоподобия робота и получил название "зловещей долины".

Эффект "зловещей долины" распространяется и на людей, использующих протезы. Одним из способов изменить отношение к таким людям является популяризация протезно-ортопедического оборудования. Это происходит, например, во время Паралимпийских игр, а также впервые прошедших в прошлом году в Швейцарии соревнований среди людей с ограниченными возможностями Cybathlon, в которых одной из дисциплин было соревнование среди пользователей роботизированных протезов рук на ловкость и скорость выполнения манипуляций с предметами.

Возможное будущее (2025 год)

Благодаря достижениям науки и техники люди с ограниченными возможностями смогут в значительной степени восстановить функциональность руки и способность к самообслуживанию. Утрата верхних конечностей перестанет быть серьезной проблемой, влекущей за собой потерю трудоспособности. Ежегодно будут проводиться специальные соревнования среди людей с бионическими протезами, заявки на выплату компенсаций за установку бионических протезов руки начнут приниматься в режиме одного окна, а время восстановления утраченной трудоспособности из-за различной степени ампутаций составит не более двух недель. Но главное, здоровые люди перестанут испытывать дискомфорт при общении с людьми-"киборгами", а роботизированные протезы будут восприниматься как один из гаджетов, наподобие умных часов.

PDF-версия

Читайте также: