Протез для супергероя
Наскільки важко отримати сьогодні протез при травмі кисті? Скільки це коштує і де його взяти? «Горище» зустрівся з генеральним директором молодої компанії по експрес-протезування «Моторика» Іллею Чехом і дізнався все про сучасних вітчизняних протезах.
Рука з Південної Африки
Кукольник і тесля не змогли відмовити і взялися за справу. Протягом декількох днів вони розробили механічний протез з п'ятьма пальцями, який назвали e-Nable і подарували його хлопчикові. Ця історія розлетілася по всьому світу і породила цілий рух, куди увійшли інженери, ентузіасти 3D-друку, професори провідних університетів, дизайнери, батьки, художники і студенти, які хотіли зробити цей світ кращим. До команди ентузіастів приєднався і російський робототехніки, випускник НДУ ІТМО Ілля Чех.
«У нас ставлять застарілі протези кінця 70-х. З високо функціональних протезів придбати можна тільки європейські моделі, які стоять 1,5 млн рублів і більше. До речі, за іронією долі, міоелектріческой високо функціональні протези, які зчитують імпульси з м'язів, були придумані і випробувані в СРСР в 60-х », - розповідає Ілля. Придумати придумали, а от проводити їх не стали, нібито через те, що тоді не було достатньо компактних джерел живлення. В результаті розробки так і залишилися записами в лабораторних журналах.
Рідкість в Росії
На подив для самого себе, Ілля виявив, що крім «моторики» в Росії майже немає команд, які займаються розробкою і виробництвом активних протезів кисті і високо функціональних міоелектричних протезів передпліччя.
За допомогою тягового протеза кисті (управляється спеціальними тяговими тросами) людина може здійснювати базовий набір дій: брати, стискати, відпускати предмети і навіть писати. Протез виявляється корисний при багатьох травмах кисті, в тому числі при втраті всіх пальців: головною умовою його роботи є збереження лучезапястного суглоба і його рухів.
«Такі травми в Росії взагалі не протезіруют. Все, що можуть зробити протезисти, - це виготовити косметичну накладку у вигляді рукавички, щоб людина просто носив її і була видимість, що у нього нормальна рука », - пояснює Ілля.
Справа в тому, що всі травми кисті індивідуальні. Припустимо, якщо у людини немає частині передпліччя - це більш-менш стандартна ситуація. В такому випадку протез являє собою звичайний модуль кисті, а протезист підганяє під неї приймальню гільзу (частина протеза, яка точно повторює форму травмованої руки). У випадку ж з травмою кисті індивідуально створюється не тільки гільза, а й сам протез. Серійно подібні вироби випускати не вийде, тим більше що подібних травм не так багато: в рік в Росії потрібно близько тисячі кистьових протезів, і це з урахуванням заміни протезів підростаючим дітям.
«У протезі немає ніякої електроніки - він повністю механічний. Всі деталі ми зараз друкуємо на 3D-принтерах, шляхом селективного лазерного спікання порошку: насипали шар порошку, спекли його лазером, опустили на нього новий шар і - все по новій. Це дозволяє нам робити будь-які ергономічні форми, логотипи, насічки - все що завгодно », - розповідає генеральний директор« моторики ». Крім того, сучасні технології тривимірного друку дозволяють звести постобработку елементів протеза до мінімуму і помітно підвищують якість поверхні елементів каркасу.
Друкують вироби з поліаміду - найпоширенішого полімеру для промислової 3D-друку. У протезуванні поліамід використовується завдяки своїй малій токсичності. Закуповують матеріал в Європі.
Сам протез складається з двох частин: приймальні гільзи (на неї кріпиться сам виріб) і напівфабрикату (всі каркасні, функціональні елементи, пальці, тяги і т.д. називаються напівфабрикатом). Ще є троси - вони фіксуються на передпліччі, проходять через передню частину протеза і закріплюються на пальцях. При русі кисті троси натягаються і пальці стискаються. Є варіант зі зворотним системою, коли спочатку пальці зігнуті, - в такому разі при опусканні кисті троси натягаються і пальці розгинаються. Цей варіант створений для людей, у яких слабо розвинені м'язи.
«Наш тяговий протез коштує зараз від 70 до 90 неоподатковуваних мінімумів доходів громадян, в залежності від складності травми. Держава виступає за такі протези, тому що межа компенсації подібних каліцтв - до 100 тисяч. Ми повністю вписуємося, і люди отримують протези безкоштовно », - пояснює Ілля.
Від механіки до біоніки
В арсеналі «моторики» не тільки найпростіший механічний протез: до кінця року Ілля планує представити і біонічну модель. Базова версія не буде відрізнятися від руки англійської компанії Bebionic. У кисті заховають шість двигунів: два поставлять на великий палець і по одному на інші чотири.
Управління буде здійснюватися звичайними двоканальний датчиками, протез буде працювати Тригерні, тобто на дві найбільші групи м'язів встановлені два датчика, і вони детектируют, скоротилася м'яз чи ні. Людина почала рух пензлем вниз - м'яз напружилася. Датчик визначає розмір потенціалу від ступеня зусилля: чим потужніший зусилля, тим він більше. Залежно від комбінацій скорочень виконуються різні жести. До речі, в житті люди теж використовують досить нечисленний набір: хват, притиск великим пальцем, жорсткий посилений хват «в кулак» і маніпуляцію одним пальцем.
«Спочатку я думав, що у нас буде інноваційна, що не триггерная система управління. Представляв міобраслет з цілою мережею датчиків, який одягається на передпліччя і розпізнає, а також пророкує жести. Від цієї ідеї я не відмовляюся, але вирішив поки з нею почекати. Я зіткнувся з тим, що протезисти - дуже консервативні люди, і перевести їх на нові технології виготовлення гільз не так просто. Тому було прийнято рішення, що в базовій версії нашого бионического протеза ми не будемо відходити від двоканальної стандартної системи », - говорить Ілля.
Сьогодні «Моторика» робить більше дитячих протезів, незважаючи на те що за статистикою дорослих з травмами кисті набагато більше. Просто якщо пальці втрачають люди у віці, вони звикають обходитися без них, привчаються по-новому працювати пензлем і часто взагалі не звертаються за протезами. Батьки, чиї діти отримали травму, активно шукають альтернативу і з задоволенням співпрацюють з тією ж «моторики».
Дітям незвичайні протези подобаються: їх дизайн чимось нагадує руку Термінатора. Творці ескізу, схоже, надихалися комп'ютерною грою Deus Ex, де велика увага приділяється кібернізаціі людини.
«Ми разом продумували дизайн з точки зору інженерних складових. В результаті у нас зараз майже вийшло дійти до того, що ми задумали, - розповідає Ілля. - Потрібно ще попрацювати над пальцями. А взагалі, у нас є кілька кольорових версій, спеціально розроблених для дітей. Вони схожі на іграшки. Ми навіть придумали окремо концепт логотипу для дитячих протезів і назвали його «Кібі», щоб дитина відчувала себе супергероєм з цим протезом і міг ходити по школі без сорому ».