Bionic
Prosthesis

Бионический протез

Общее

Когда человек теряет способность использовать конечность, даже самые простые повседневные задачи могут стать проблемой. Восстановить независимость помогут высокотехнологичные устройства. Новые технологии даже позволяют соединить разум и протез. Эти протезы называются бионическими протезами.

По оценкам исследователей, в США примерно 1 из 1900 детей рождается с дефектом редукции конечностей. У некоторых из этих детей будут дефекты сокращения как верхних, так и нижних конечностей.

В то время как некоторые люди рождаются с дефектами сокращения конечностей, другие могут потерять конечности из‑за инфекций, рака или осложнений, связанных с кровеносными сосудами.

МИРОВАЯ
СТАТИСТИКА
2,1 M

человек, живут с потерей
конечности

185 K

человек, получают ампутацию
каждый год

507

человек, теряют конечность
каждый день

85%

ампутаций нижней конечности
предшествует язва стопы

36%

людей, живущих с потерей конечности,
испытывают депрессию

3,6 M

человек, к 2050 году будут жить 
с потерей конечности

Сегодняшняя реальность

Причины ампутации

Ежегодно 185 000 человек получают ампутацию. Это примерно от 300 до 500 ампутаций каждые 24 часа в США. Наиболее распространенный тип ампутации — ампутация ниже колена, на которую приходится 71% всех дисваскулярных ампутаций.

53

%

Сосудистые
заболевания

45

%

Травма

2

%

Рак

Гендерная статистика

69

%

Мужчины

31

%

Женщины

Гендерное разделениепациентов с ампутацией

При ампутации нижних конечностей, связанных с диабетом, существуют различия: мужчины чаще подвергаются ампутации нижних конечностей, но женщины имеют риск смертности выше.

Подробные

Спецификации

ИСТОРИЯ
РАЗВИТИЯ
Б

ионический протез — электромеханическое устройство, управляемое нервными импульсами. Для каждого человека нужен индивидуальный продукт, который будет учитывать его вес, рост, длину шага, силу захвата и ряд других характеристик.

1993
1997
2007
2013
2014
2017
2020

Протез C-Leg был представлен ортопедической промышленностью Отто Бока на всемирной конференции по ортопедии в Нюрнберге

В рамках программы «Революционное протезирование» 28‑летний парализованный пациент с протезом, соединенным с мозгом, начал ощущать предметы при прикосновении к ним

Был протестирован новый сенсорный протез ноги, предназначенный для уменьшения фантомной боли

Впервые люди с ампутацией руки могут испытывать ощущения прикосновения с управляемым разумом протезом руки, который они используют в повседневной жизни

Open Bionics выпустила первую одобренную с медицинской точки зрения бионическую руку, напечатанную на 3D‑принтере

Электроды протеза были подключены к нервной системе человека. Сигналы обрабатывались компьютером, так что субъект начинал ощущать размер, форму и текстуру объекта

Первая бионическая рука была изобретена группой из пяти биоинженеров в больнице принцессы Маргарет Роуз в Эдинбурге. Бионическая конечность сочетает в себе робототехнику, электронику и биотехнологии, чтобы создать машину, которая помогает инвалидам восстановить утраченные функции

1993

Впервые люди с ампутацией руки могут испытывать ощущения прикосновения с управляемым разумом протезом руки, который они используют в повседневной жизни

1997

Протез C-Leg был представлен ортопедической промышленностью Отто Бока на всемирной конференции по ортопедии в Нюрнберге

2007

Электроды протеза были подключены к нервной системе человека. Сигналы обрабатывались компьютером, так что субъект начинал ощущать размер, форму и текстуру объекта

2015

В рамках программы «Революционное протезирование» 28‑летний парализованный пациент с протезом, соединенным с мозгом, начал ощущать предметы при прикосновении к ним

2013

Open Bionics выпустила первую одобренную с медицинской точки зрения бионическую руку, напечатанную на 3D-принтере

2017

Был протестирован новый сенсорный протез ноги, предназначенный для уменьшения фантомной боли

2020

Впервые люди с ампутацией руки могут испытывать ощущения прикосновения с управляемым разумом протезом руки, который они используют в повседневной жизни

Как это работает?

Рука и нога

Самые современные протезы, доступные сегодня, действительно обладают некоторой степенью умственного контроля, но не имеют сенсорной обратной связи. Контроль достигается благодаря так называемому миоэлектричеству.

Подвижное запястье

Поворот запястья на 180 °

Универсальная посадка

Динамическое вентилируемое отверстие с регулируемой системой  обеспечивает исключительную посадку и комфорт

Режим статики

Руку можно удерживать в статичном положении для надежного захвата

Большой палец

Уберите большой палец, чтобы надеть одежду, и расположите его в разных положениях, чтобы создать новые захваты

Кастомное покрытие

Вы можете выбрать любой протез из множества дизайнов и цветов

Универсальность захватов

Hero Arm имеет до шести легко выбираемых захватов, таких как зажим, штатив и крючок, что дает пользователю отличный контроль

Колено

Автоматическая подстройка под разные поверхности и скорость ходьбы

Стопа

Щиколотка позволяет выбрать широкий выбор обуви, регулируя ее положение по высоте каблука

Кастомное покрытие

Вы можете выбрать любой из множества дизайнов и цветов

Батарея

Полностью заряженного аккумулятора хватает на 16‑24 часа непрерывной работы, в зависимости от активности

Dynamic socket

Posable thumb

ФИЗИЧЕСКИЕ
ПРЕИМУЩЕСТВА

Энергия

С бионическими протезами пациенты тратят меньше энергии на управление, чем при использовании обычных

1

Мобильность

Современные бионические протезы позволяют легко и быстро передвигаться человеку в удовольствие

2

Психология

Люди  реже впадают в депрессию или раздражаются, научившись пользоваться бионическими протезами

3

Последние достижения

Характеристики

IMES System

Многоканальная сенсорная система для электрогмиографии, способная принимать и обрабатывать сигналы от 32 имплантированных миоэлектрических сенсоров (IMES). Привлекательность имплантированных датчиков для миоэлектрического контроля заключается в том, что электромиографические сигналы (ЭМГ) могут быть измерены в их источнике, обеспечивая относительно свободные от перекрестных помех входы, которые можно рассматривать как независимые места управления.

Neurobridge / Battelle Technology

Neurobridge, совместный проект, разработанный Медицинским центром Векснера при Университете штата Огайо и некоммерческой организацией по развитию прикладных наук Battelle, представляет собой систему, которая позволяет мозговому сигналу обходить место повреждения, направляя его непосредственно в мышцу.

ITAP / Stanmore Implants

Компания разрабатывает новую технологию ITAP для прикрепления протезов к скелетам людей с ампутированными конечностями. Stanmore Implants была основана в 1996 году как инструмент для дальнейшего развития сервиса индивидуальных ортопедических имплантатов, которым управляет Центр биомедицинской инженерии Университетского колледжа Лондона.

Lifehand 2 / EPFL

Команда из EPFL (Швейцария) и SSSA (Италия) во главе с профессором Мицера из EPFL и NCCR-Robotics представила совершенно новый тип протеза руки, Lifehand 2, который способен взаимодействовать с нервной системой владельца, чтобы давать возможность субъекту делать захват и чувствовать  форму и твердость объекта.

BiOM T2 System

Система BiOM® T2 - это устройство для голеностопного сустава, которое позволяет инвалидам достичь нормализованной биомиметической реакции при любой скорости ходьбы по ровной поверхности.

IMES System

Многоканальная сенсорная система для электрогмиографии, способная принимать и обрабатывать сигналы от 32 имплантированных миоэлектрических сенсоров (IMES). Привлекательность имплантированных датчиков для миоэлектрического контроля заключается в том, что электромиографические сигналы (ЭМГ) могут быть измерены в их источнике, обеспечивая относительно свободные от перекрестных помех входы, которые можно рассматривать как независимые места управления.

Neurobridge / Battelle Technology

Neurobridge, совместный проект, разработанный Медицинским центром Векснера при Университете штата Огайо и некоммерческой организацией по развитию прикладных наук Battelle, представляет собой систему, которая позволяет мозговому сигналу обходить место повреждения, направляя его непосредственно в мышцу.

ITAP / Stanmore Implants

Компания разрабатывает новую технологию ITAP для прикрепления протезов к скелетам людей с ампутированными конечностями. Stanmore Implants была основана в 1996 году как инструмент для дальнейшего развития сервиса индивидуальных ортопедических имплантатов, которым управляет Центр биомедицинской инженерии Университетского колледжа Лондона.

Lifehand 2 / EPFL

Команда из EPFL (Швейцария) и SSSA (Италия) во главе с профессором Мицера из EPFL и NCCR-Robotics представила совершенно новый тип протеза руки, Lifehand 2, который способен взаимодействовать с нервной системой владельца, чтобы давать возможность субъекту делать захват и чувствовать  форму и твердость объекта.

BiOM T2 System

Система BiOM® T2 — это устройство для голеностопного сустава, которое позволяет инвалидам достичь нормализованной биомиметической реакции при любой скорости ходьбы по ровной поверхности.

ЛЮДИ
ВДОХНОВИТЕЛИ
Н

е все имеют одинаковые возможности. Однако уверенность в себе и желание наслаждаться жизнью любым способом, который мы выберем, стоит на повестке дня для большинства из нас. Эти люди принимают свою индивидуальность и разрушают преграды.

Виктория Модеста

Бионический поп-художник и творческий директор

Нога Виктории была повреждена из‑за родовой травмы, позже она решила ампутировать ее ниже колена.

Модеста привносит свое уникальное эстетическое, экспериментальное и ориентированное на будущее видение во все свои творческие сферы — от искусства и музыки, дизайна, публичных выступлений, ди‑джеев, актерского мастерства и до мира науки и медицины в качестве сотрудника MIT Media Lab с глобальным сообществом инноваций и благополучия.

Хью Герр

Альпинист, инженер, биофизик

В начале 1980‑х, после того как он потерял обе ноги ниже колен из‑за обморожения в результате несчастного случая при восхождении в гору, врач сказал Хью, что он больше никогда не сможет быть альпинистом.

Герр разработал набор маленьких ножек, которые смогли находить точку опоры там, где его старая пара протезов могла поскользнуться. После аварии он стал таким же уверенным в себе альпинистом, как никогда раньше. Он получил ученые степени в Массачусетском технологическом институте и Гарварде и в конечном итоге стал главой группы биомехатроники Массачусетского технологического института.

Джейсон Барнс

Барабанщик

В 2012 году, когда Джейсон чистил вытяжное отверстие в ресторане, через него прошло 22000 вольт электричества, после этого он потерял правую руку ниже локтя.

Джейсон является одной из звезд Книги рекордов Гиннеса 2020, представленной в разделе «Люди» за установление рекорда «Максимальное количество ударов барабана за одну минуту с использованием протеза барабанной палочки» — достижение, которое он заработал с помощью электромиографического браслета, который определяет мышечную активность его предплечья.

Паола Антонини

Модель

В 2015 году Паоле пришлось ампутировать левую ногу после инцидента с пьяным водителем. Этот переломный момент изменил ее жизнь. Паола проявила большое мужество, решив жить и наслаждаться этой жизнью.

Протез позволяет Паоле танцевать и заниматься спортом, кататься на лыжах и лошадях. Она продолжает сниматься в рекламе и вести практически такой же образ жизни как и до аварии.

После катастрофы ее популярность только увеличилась, но главное, по ее собственным словам, это то, что благодаря этой популярности она помогает другим людям с ограниченными возможностями поверить в себя и свои силы.

Нтандо Махлангу

Паралимпиец, посол по борьбе с издевательствами

Первые 10 лет своей жизни Махлангу был прикован к инвалидной коляске из‑за состояния под названием Хемимолия, это означало, что с рождения его ноги не были полностью развиты ниже колен.

В 10 лет, вскоре после обсуждения с врачами возможности протезирования, он перенёс двустороннюю ампутацию.

Через четыре года после ампутаци он заработал  место в паралимпийской сборной ЮАР.

Достижения

в

области

бионики

открывают

будущее,

которое

переходит

от

научной

фантастики

к

реальности

Будущее
возможностей

Сделано в Uprock

Проект создавался исключительно для некоммерческого использования и в образовательных целях. Это сделано для демонстрации возможностей студентов. Все материалы взяты с официального сайта и принадлежат его владельцам. По всем вопросам обращайтесь на [email protected]

Дизайн-директор

Евгений Кузьмин

Дизайн и разработка

Анна Прожижко