Бионические протезы


2016. Будущее медицины глазами Open Bionics



Новые герои нашего сериала Будущее медицины - компания Open Bionics, которая разрабатывает open-source бионические протезы (которые можно распечатать на любом 3D-принтере). Но они хотят не только сделать протезы дешевыми и доступными. Они хотят сделать их крутыми. Недавно Open Bionics совместно с гейм-дизайнерами игры Deus Ex инициировали проект Augmented Future для разработки бионических протезов, которые заставят вас пожалеть о том, что у вас всего-лишь обычные живые руки.


2016. Видео: супермодель с бионической рукой



28-летняя американка Ребека Марин родилась без правого предплечья, однако это не помешало ей стать супермоделью. Ее бионический протез является одним из наиболее совершенных в мире. Хотя в нем не используется никаких нейроинтерфейсов, он работает очень просто и эффективно. Он управляется двумя способами: с помощью iphone и с помощью жестов. На iphone можно программировать различные движения ладони/пальцев и запускать их одним нажатием. А четыре наиболее используемых движения (например, сжатие ладони или показ среднего пальца) - можно привязывать к определенным жестам руки (например, жест - поднимание руки вместе с движением вперед).


2015. Видео: Как живется с бионической рукой



Мы уже публиковали видео о том, как живется со слуховым имплантантом и как живется с искусственным сердцем. Теперь посмотрим, как живется с бионической рукой. В 2006 году Найджел Экланд потерял руку в производственном инциденте. Через шесть месяцев боли, операций и инфекций он попросил врачей ампутировать его руку до локтя. Теперь Экланд носит один из самых продвинутых протезов в мире - bebionic3 (английской фирмы RSL Steeper). Экланд рассказывает, что раньше на него пристально смотрели и смеялись, а сейчас – приняли. Никто не подавал ему руку при встрече, когда на её месте был крюк. Теперь он пожимает руку своей бионической рукой и видит искреннюю улыбку в ответ. Протез bebionic3 использует электрические сигналы от сохранившихся мышц для контроля. Рука запрограммирована на 14 видов захвата.


2014. Видео: человек управляет двумя бионическими руками



Бионические протезы становятся все более и более впечатляющими. В медицинском центре Университета Джона Хопкинса (США) смастерили протез обеих рук и нашли для его испытания человека с двумя ампутированными руками. Интересно, что для управления искусственными руками не используется какой-нибудь шлем, считывающий сигналы мозга. Все управляющие сигналы считываются с грудных мышц. Чтобы это стало возможным, этому человеку предварительно проведена операция по иннервации мышц груди, чтобы с помощью их сокращений можно было бы управлять, например, пальцами искусственной руки.


2014. NEBIAS - протез руки, который позволяет ощущать прикосновения



Консорциум европейских научно-исследовательских институтов и лабораторий NEBIAS представил результат своей работы - бионическую руку (вместе с ее носителем - мужиком из Дании). Отличие этого протеза в том, что он не только позволяет управлять бионической кистью силой мозга, но и чувствовать прикосновения - таким образом человек может регулировать свои усилия. Для того, чтобы протез работал, в руке носителя соединили нервные волокна с проводами, реализовав интерфейс между нервной системой и электроникой протеза. Создатели говорят, что в коммерческом доступе их продукт появится через 6 лет. NEBIAS - это главный проект создания бионического протеза руки в Европе, финансируемый напрямую Еврокомиссией.


2014. Видео: уже почти бионическая рука



Пожалуй, из всех виденных нами протезов руки этот - самый впечатляющий. Его создала команда из шведского университета Чалмерса. Протез легко снимается и одевается. Он крепится к титановому имплантанту, который жестко встроен в кость. Кроме того, в руку имплантированы электроды, которые передают управляющие сигналы от мозга к бионической руке и обратно - от сенсоров протеза к мозгу. Единственный на сегодняшний день носитель данного протеза - использует его с начала этого года, и как видите, доволен жизнью.


2014. Видео: Биоробот-мышца двигается по команде



Ученые постепенно подходят к созданию искусственных бионических структур - органов и тканей, которые позволят восстанавливать или даже улучшать человеческий организм. Вот например, команде из Университета Иллинойса удалось создать миниатюрного биоробота, который состоит из мышцы и каркаса и умеет ходить с заданной скоростью по команде микропроцессора. Мышца выращена из сердечных клеток крысы. А чтобы эти клетки сокращались по команде - к ним внедрили миобласты скелетной мышцы. При подаче импульсов из генератора, встроенного в каркас - мышца сокращается и за счет асимметричности конструкции каркаса - биоробот передвигается вперед.


2014. Экзоскелет ReWalk позволяет ходить ... снова



Израильская компания ReWalk Robotics получила сертификацию американского регулятора FDA на выпуск и продажу своего экзоскелета ReWalk. ReWalk состоит из моторизированного каркаса, который носится поверх одежды, компьютерной системы управления и датчиков движения. Вся эта система позволяет парализованному человеку сидеть, стоять, ходить и даже подниматься по лестнице. Экзоскелет можно адаптировать под нужный размер и вес пациента и некоторые другие параметры. Впервые модель была доработана ещё в 2012 году Великобритании и внедрена в клиническую практику по всей Европе. Получение разрешение от американского FDA — огромный успех для компании, означающий выход на широкий рынок.


2014. Видео: новая технология позволяет парализованному человеку управлять рукой



Американская организация Battelle тестирует технологию для восстановления контроля над парализованными частями тела. Их подопытный - Ян - четыре года назад сломал шею, в результате почти все его тело оказалось парализованным. Однако, на видео - он вновь двигает правой рукой. Технология Battelle заключается в имплантации специального чипа (размер чипа меньше горошины) и передатчика в мозг пациента. К руке крепятся электроды, плюс к чипу, закрепленному на голове пациента, прикрепляется кабель, идущий от ПК со специальным софтом, при помощи которого передаются сигналы от мозга к нервам руки. Т.е. управление рукой идет в обход неработающей части нервной системы. Ян после нескольких тренировок смог шевелить пальцами, сжимать руку в кулак, и даже взять в руку ложку, лежавшую на столе.


2014. Чемпионат мира по футболу откроет парализованный парень в экзоскелете



Возможно, уже скоро инвалидные коляски станут пережитком прошлого. На их место придут экзоскелеты, которые позволят парализованным людям ходить, управляя своими ногами силой мозга. Планируется, на чемпионате мира по футболу, который пройдет этим летом в Бразилии, первый удар по мячу сделает парень с роботизированными ногами. Экзоскелет для этого мероприятия готовят в Duke University (США). Управление экзоскелетом осуществляется при помощи шлема, считывающего сигналы головного мозга. Для участия в открытии отобрано девять человек: всех научат пользоваться экзоскелетом, трое из них попадут на церемонию, и только один совершит удар по мячу.


2014. Видео: протез руки дает возможность ощущать прикосновения



У голландца Денниса Соренсена есть нормальный протез руки. Если вы на него посмотрите, вы даже не заметите, что это протез. Но ему этого оказалось мало, и он согласился принять участие в клинических испытаниях новой технологии для создания сенсорных протезов Швейцарского института технологий в Лозанне. Медики вживили Деннису прямо в нервы руки электроды, которые передают сигналы от протеза к мозгу и обратно. В результате, Деннис может не только управлять механической ладонью силой мозга, но и ощущать свойства предметов - мягкие, твердые, круглые, квадратные. Конечно, пока это лишь лабораторный образец, опутанный проводами, но тем не менее - технология работает.


2014. Видео: Экзоскелет, имитирующий работу мышц ноги



Экзоскелеты могут использоваться не только для увеличения силы человека (как в фантастических фильмах), но и для реабилитации пациентов, ослабленных травмой или болезнью. Мы уже рассказывали о экзоскелетах Honda, которые напоминают ноги робота. А вот команда разработчиков из американского института Carnegie Mellon решила сделать экзоскелет похожим не на робота, а на естественную мышечную систему человека. Основой их экзоскелета являются четыре искусственных пневматических мышцы (такие же, как в голени человека) и носок, который надевается на ступню. В поверхность пластиковых мышц встроены тензометрические датчики, измеряющие их растяжение/положение. И микропроцессор на основании сигналов этих датчиков управляя микронасосами, сокращает искусственные мышцы и помогает человеку сгибать ногу. Как это работает - смотрите на видео:


2013. Первая в мире бионическая нога, управляемая силой мысли



Мы уже сообщали о нескольких бионических протезах руки. Теперь медики взялись и за ноги. В Реабилитационном Институте Чикаго американцу Заку Ваутеру установили протез ноги, который управляется силой мозга. Ему была проведена уникальная операция по реиннервации мышц бедра. Затем нервные окончания мышц были соединены с электрической схемой протеза, управляемой мощным процессором. Программа этого процессора определяет, что именно человек хочет сделать с ногой и подстраивается под режим, в котором нога должна работать (ходьба по ровной поверхности, спуск по ступенькам, положение сидя и т.д.)


2013. DARPA продемонстрировала бионическую руку



Американское агентство DARPA (которое занимается разработкой медицинских технологий для армии США) продемонстрировала, пожалуй, наиболее совершенный на сегодняшний день, протез руки. Контакты протеза подсоединяются непосредственно к нервам и мышцам человека, при этом он может и управлять искусственной рукой, как своей собственной, и чувствовать через протез то, до чего она дотрагивается. Подобную бионическую руку мы ранее видели только на шведских мультиках.


2013. i-Limb ultra - искусственная рука, управляемая с помощью iPhone



Искусственная рука i-Limb ultra (производства британской компании Touch Bionics) хотя и не контролируется полностью нервными импульсами, как шведский протез Chalmers, но выглядит тоже очень круто. Этим протезом кисти можно управлять с помощью обычного iPhone приложения. Если нужно занять руку чем-нибудь полезным, носитель достает свой смартфон, запускает приложение i-Limb и выбирает один из шаблонов позиционирования или движения кисти (всего их 24). Например, можно задать шаблон для печати на клавиатуре, держания телефона, ручки, управления мышкой компьютера, ношения сумки. В протезе не только сгибаются пальцы, но и возможно его вращение относительно линии руки. В некоторых случаях искусственной рукой можно управлять и "силой мысли", т.к. при ее установке электроды подсоединяются к нервным волокнам.


2013. Chalmers: как работает искусственная рука

Шведский научно-исследовательский институт Chalmers провел успешную (по их словам) имплантацию протеза руки, которая управляется нервными импульсами. Электроды были имплантированы прямо в нервы и мышцы ампутированной руки. На данный момент пациент, которому была сделана имплантация может управлять искусственной рукой (силой мысли), а в недалеком будущем ученые намереваются научить протез чувствовать прикосновения и сжатие руки и передавать нервные сигналы обратно к мозгу.


2009. Появились бионические протезы пальцев руки



Несколько компаний уже предлагают бионические протезы руки, однако до сих пор оставалась неохваченной самая многочисленная категория людей, получивших травмы кисти, – те, кто сохранил руку, но лишился одного или нескольких пальцев. Этот пробел решила устранить шотландская компания Touch Bionics. Бионические пальцы (под названием ProDigits) двигаются под управлением миоэлектрических датчиков, получающих сигналы от мышц руки в форме электрических импульсов. Протез использует один из двух способов управления: миоэлектрические датчики, которые регистрируют сигналы от мышц, управлявших потерянным пальцем (тех, что остались в предплечье и ладони), либо чувствительный к давлению своеобразный touch-pad, который опирается на запястье. Устройство всегда знает, когда пальцы обхватывают какой-то объект, и ведёт себя так, как требует ситуация.