Здравствуйте! На данный момент портал работает в режиме тестирования.
мама
123
Биомед Новости

В ТПУ создают управляемый электрическими сигналами мышц протез руки

Сотрудники Томского политехнического университета (ТПУ) работают над созданием механического протеза конечности, управление которым будет осуществляться при помощи микроэлектрических сигналов. Такая модель сможет распознавать движения своего владельца и воспроизводить те же действия, что и обычная человеческая рука. Политехники получили грант Российского фонда фундаментальных исследований на разработку данной модели и планируют завершить свою работу над проектом в ближайшие два года. Об этом сообщает пресс-служба ТПУ.

«Сейчас существуют довольно доступные тяговые протезы. Они представляют собой подобие руки, через пальцы которой проходят нити — механический аналог человеческих мышц. Движение осуществляется при помощи тяговых ремней, которые накладываются от протезируемой руки по спине петлей вокруг здорового плеча, то есть протез действует за счет движений здоровой части руки: нити натягиваются — пальцы сжимаются. Недостатки такого типа протеза заключаются в необходимости неестественных движений тела для управления им», — рассказывает один из разработчиков протеза Никита Турушев.


Российские учёные создали антропоморфные бионические протезы


Благодаря используемому в протезе алгоритму работы пациенту больше не придется носить тяговые ремни — модель будет состоять из электромеханического протеза конечности, микроконтроллера и нескольких датчиков, распознающих миоэлектрические импульсы. Сигнал от этих импульсов человеческий мозг отправляет в мышцы конечности, заставляя ее выполнять нужные движения. Тем временем система будет определять тип сигнала, поступающего в здоровую часть руки, и решать, какое действие нужно совершить механической руке.

«Алгоритм должен с высокой точностью определять, какое действие хочет выполнить человек, — поясняет другой разработчик Михаил Григорьев. — Здесь придется столкнуться с серьезными трудностями. Во-первых, мио—электрический сигнал, исходящий от поврежденной мышцы, слабее, чем от здоровой. Во-вторых, у человека, потерявшего руку, остается лишь ее фантомный образ, что в значительной степени затрудняет управление протезом», — добавляет он.

На данный момент молодые специалисты «обучают» протез различным мио—электрическим импульсам и их значению. Ему предстоит изучить механизмы работы здоровых конечностей минимум 150 испытуемых, после чего программа сможет их воспроизвести в процессе медицинской апробации.


В НИЯУ «МИФИ» распечатали на 3D-принтере прототип уникального протеза


Выполнить масштабное производство таких протезов невозможно, так как каждый из них предполагает индивидуальное проектирование с учетом формы повреждения конечности. А программа, используемая для управления протезом, будет подстраиваться под свой протез уже в момент использования. «Алгоритм будет «учиться» у человека, который носит протез: фиксировать особенности мио—электрических сигналов и выбирать из базы данных нужные движения руки», — отмечает Григорьев.

Создатели планируют сделать протез не только функциональным, но и максимально удобным в использовании.  «Рука будет сниматься. В этом смысле протез подобен одежде. До тех пор, пока мы не научимся делать биологические протезы, иными словами, выращивать руку заново, ее все равно захочется снять. Нам необходимо обеспечить возможность надеть ее обратно в любое время, без помощи специалиста», — полагает Турушев.

«Протез будет выполнять основные действия, доступные человеку: закрывать, открывать ладонь, совершать изолированные движения пальцами. Нельзя будет лишь обеспечить вращательные движения пальцами, поскольку мышцы, отвечающие за это движение, находятся на самой кисти и получить такой сигнал будет сложно», — поясняет третий разработчик протеза Евгений Тараканец. Ограничение степени свободы использования протеза будет выполнено настолько, чтобы пациент не смог себе навредить.

Разработчики новой роботизированной руки отмечают, что их модель должна помогать пациенту с травмой жить полной жизнью.

Об авторе

Катерина Белоусова

Катерина Белоусова