Ponadto jest wygodny i stosunkowo łatwy w obsłudze
Jak działają egzoszkielety
Egzoszkielet to nadający się do noszenia kombinezon robota ze zintegrowanym systemem komputerów, który kontroluje dźwignie i silniki ustawione w stosunku do głównych stawów ciała w celu przywrócenia i zwiększenia ruchu. Ponadto mogą być używane przez osobę sprawną fizycznie do mechanicznej pomocy podczas wykonywania powtarzalnych i wymagających fizycznie zadań. Każda z tych funkcji jest unikalna dla określonego typu egzoszkieletu.
Rodzaje egzoszkieletów
Egzoszkielet zasilany bateryjnie
Egzoszkielet zasilany baterią wykorzystuje zewnętrzne źródło zasilania w postaci plecaka do noszenia i silników w stawach biodrowych i kolanowych. Ten rodzaj egzoszkieletu jest dostarczany z zegarkiem zdalnie sterowanym, w którym użytkownik wybiera rodzaj ruchu (z listy wstępnie zaprogramowanych ruchów), który chciałby wykonać, a następnie skafander wykonuje ruch za niego. Na przykład, wybierając opcję stania, kombinezon automatycznie pomoże użytkownikowi wstać.
Jedną z wielu zalet tego typu egzoszkieletu jest to, że można go używać do ośmiu godzin na jednym ładowaniu baterii, co pozwala użytkownikowi funkcjonować przez dłuższy czas. Jest to jednak ograniczone, ponieważ użytkownik nie może wykonywać ruchów, które nie są wstępnie zaprogramowane w urządzeniu. Od tego czasu opracowano egzoszkielety kontrolowane przez mózg, aby rozwiązać to ograniczenie.
Egzoszkielety kontrolowane przez mózg
Kontrolowane przez mózg egzoszkielety wykorzystują chirurgicznie wszczepione elektrody po obu stronach kory somatosensorycznej – obszaru mózgu odpowiedzialnego za ruch. Elektrody wykrywają sygnały ruchu i przekazują je bezprzewodowo do wielu czujników w silnikach egzoszkieletu. Sygnały aktywują silniki, aby zainicjować ruch zgodny z poleceniem ruchu generowanym przez mózg. Czujniki są również przydatne do wykrywania pozycji użytkownika w przestrzeni i powiązanych ze sobą stawów. Jedną z oczywistych zalet tego typu egzoszkieletu jest to, że nie ogranicza użytkownika co do rodzaju ruchu, jaki może wykonać. Jednak kontrolowany przez mózg egzoszkielet wymaga dłuższych okresów treningu w celu bezpiecznego i efektywnego użytkowania.
Pasywne egzoszkielety
Pasywne egzoszkielety to nadające się do noszenia urządzenia wspomagające wykonane ze sprężyn i taśm z włókna węglowego, które zapewniają wsparcie mechaniczne podczas wykonywania powtarzalnych i/lub wymagających fizycznie zadań. Stosowane są w profilaktyce schorzeń układu mięśniowo-szkieletowego związanych z pracą, przede wszystkim w branży motoryzacyjnej, budowlanej i logistycznej. Najnowszy egzoszkielet pasywny składa się z trzech elementów: pleców, rąk i nóg. Użytkownik może je nosić i używać osobno lub jako pełny kombinezon.
Tylna część ma sprężyny (lub paski z włókna węglowego), które biegną wzdłuż kręgosłupa. Działają poprzez pochłanianie energii podczas pochylania się w kierunku ciężkiego przedmiotu i odskakiwanie, aby pomóc w podnoszeniu. Dzięki temu waga wydaje się lżejsza niż jest w rzeczywistości, co pozwala użytkownikowi na wykonywanie powtarzalnych zadań podnoszenia bez przeciążania i ewentualnego nadwyrężania mięśni pleców. Ramię ma również sprężyny, które są aktywowane w celu podparcia ramion, gdy znajdują się one na poziomie ramion lub powyżej. Ten element jest szczególnie przydatny dla pracowników wykonujących powtarzalne ruchy nad głową. Wreszcie, noga ma tryby stania i siedzenia, które pozwalają użytkownikowi zablokować pozycję stojącą lub usiąść bez aktywacji odpowiednio mięśni nóg. Element na nogę jest przydatny dla osób wykonujących prace wymagające stania przez długi czas.
Oparte na dowodach korzyści wynikające ze stosowania pasywnych egzoszkieletów obejmują:
- Zmniejszona częstość wypadków przy pracy.
- Zmniejszone wykorzystanie opieki zdrowotnej.
- Zmniejszona liczba dni zwolnionych z pracy z powodu urazów.
- Zwiększona produktywność pracowników.
Najważniejsze
Udowodniono, że innowacyjne egzoszkielety rozwiązują niektóre z palących problemów powszechnie spotykanych w placówkach służby zdrowia i przemyśle. Wcześniej sparaliżowany byłby skazany na dożywotnią niepełnosprawność i nie miałby najmniejszych szans na powrót do chodzenia. Dla pracowników przemysłowych lata powtarzalnego podnoszenia ciężarów i urazów oznaczały życie z jakąś formą niepełnosprawności i chronicznym bólem. Egzoszkielety zapewniają teraz osobom niepełnosprawnym możliwość ponownego funkcjonowania. Ponadto chroni osoby zdrowe przed kontuzjami i kalectwem. Ten innowacyjny system sprężyn i opasek z włókna węglowego przynosi do tej pory pozytywne rezultaty. Biorąc pod uwagę te odkrycia i postępy w badaniach egzoszkieletów kontrolowanych przez mózg, przyszłość może być ekscytująca dla osób z porażeniem kończyn.
Amputacja kończyny – usunięcie kończyny w wyniku operacji urazu, wiąże się z upośledzeniem czynnościowym, niepełnosprawnością oraz złą jakością życia związaną ze stanem zdrowia. Protezy zostały zaprojektowane w celu poprawy funkcji i obrazu siebie, aby zapewnić pacjentom poczucie całości.
Kluczowe dania na wynos:
- Protezy nowej generacji zapewniające somatosensoryczne sprzężenie zwrotne są bardziej funkcjonalne niż protezy konwencjonalne.
- Wykazano również, że protezy nowej generacji poprawiają mobilność, ucieleśnienie i ból po amputacji.
- Najnowsze techniki chirurgiczne (np. RPNI) mogą poprawić funkcjonalność protezy.
Niemniej jednak wczesne protezy kończyn były ciężkie, nie mogły naśladować ruchów funkcjonalnych amputowanej kończyny i nie mogły być łatwo kontrolowane przez osobę je noszącą.
W ostatnich i bardziej innowacyjnych protezach starano się zaradzić niedociągnięciom poprzednich projektów protetycznych. W tym artykule omawiamy trzy rodzaje protez nowej generacji, które są dostępne na rynku. Ponadto omawiamy mocne strony i ograniczenia każdego typu protezy. Na koniec podajemy zalecenia, gdzie można uzyskać te protezy.
Zewnętrznie sterowana proteza mioelektryczna
Zewnętrznie sterowana proteza mioelektryczna to zautomatyzowana kończyna, która porusza się za pomocą sygnałów elektrycznych generowanych przez skurcz i rozluźnienie mięśni kikuta. Ten rodzaj protezy łączy się z dwiema grupami mięśni (zginaczami i prostownikami) kikuta za pomocą małych przewodów elektrycznych i elektrod.
Sygnały elektryczne generowane przez te mięśnie są następnie łączone z algorytmem komputerowym, który generuje odpowiednie ruchy protezy kończyny. Na przykład sygnały generowane przez rozluźnienie i skurcz mięśni przedramienia powodują odpowiednio zamknięcie i otwarcie protezy ręki. Pozwala to pacjentowi na wykonywanie zadań funkcjonalnych, takich jak trzymanie kubka w celu picia wody, poprzez aktywację wyłącznie mięśni kikuta (ryc. 1). Ten typ protezy ma wiele zalet w porównaniu z protezami kosmetycznymi, ponieważ pacjenci mogą wykonywać zadania funkcjonalne.
Ponadto jest wygodny i stosunkowo łatwy w obsłudze. Wadą tego typu protezy jest to, że jest droga, ciężka i nieprzydatna do wykonywania precyzyjnych i złożonych ruchów. Co więcej, brakuje mu somatosensorycznej informacji zwrotnej niezbędnej do płynnego ruchu kończyn i ucieleśnienia.
Proteza z somatosensorycznym sprzężeniem zwrotnym
Proteza z somatosensorycznym sprzężeniem zwrotnym to urządzenie wspomagające, które umożliwia pacjentowi chodzenie i czucie nogi podczas ruchu. Dla pacjentów po amputacji powyżej kolana proteza jest wyposażona w czujniki pod podeszwą i wokół stawu skokowego, które wykrywają ruch w tych obszarach, gdy stopa dotyka i odrywa się od podłoża.
Sygnały ruchu z czujników stopy i kostki są następnie przekazywane (poprzez Bluetooth) do chirurgicznie wszczepionych elektrod, które następnie stymulują nerw obwodowy unerwiający amputowaną stopę. Stymulacja nerwu obwodowego powoduje odczuwanie normalnych odczuć związanych z ruchem w fantomowej stopie.
Na przykład, gdy pacjent nadepnie na miękki przedmiot z protezą, czujniki przekazują sygnały związane z tym bodźcem do nerwu obwodowego, który następnie wygeneruje wrażenie nadepnięcia na miękki przedmiot w fantomowej stopie. Kilka badań wykazało, że stosowanie protezy z somatosensorycznym sprzężeniem zwrotnym poprawia funkcję, ucieleśnienie i ból fantomowy kończyny.
Proteza wykorzystująca regeneracyjny interfejs nerwów obwodowych
Regeneracyjny interfejs nerwów obwodowych (RPNI) to technika chirurgiczna zaprojektowana przede wszystkim w celu poprawy kontroli nad protezą, chociaż ostatnio jest również stosowana jako strategia zapobiegania lub leczenia bólu związanego z nerwiakiem u osób po amputacji. Regeneracyjny interfejs nerwów obwodowych polega na wycięciu nerwiaka na końcu nerwu obwodowego, wypreparowaniu nerwu w celu odsłonięcia pęczków nerwowych, a następnie owinięciu każdego pęczka przeszczepem mięśniowym pobranym ze zdrowego miejsca dawczego (ryc. 2). W ciągu następnych trzech miesięcy nacisk kładziony jest na poprawę ukrwienia przeszczepów mięśniowych i reinerwację przez pęczki nerwów obwodowych.
Ultradźwięki wykazały silne skurcze przeszczepu mięśniowego podczas ruchów fantomowej kończyny. Sygnały z tych skurczów są wykorzystywane do sterowania protezą kończyny, która jest dopasowana do kikuta (z RPNI) i połączona za pomocą elektrod. Różni się to od sterowanych zewnętrznie protez mioelektrycznych tym, że proteza kończyny wyraża intencję ruchu generowaną przez mózg. Na przykład, jeśli osoba świadomie wygeneruje intencję ruchową trzymania kubka, proteza dłoni będzie trzymał kubek w czasie rzeczywistym. Lepsza kontrola i funkcjonalność to jedne z wielu korzyści płynących z używania protezy kontrolowanej przez RPNI.
Wczesne protezy kończyn były używane głównie do celów kosmetycznych. Jednak zapotrzebowanie na funkcjonalne protezy kończyn rosło z czasem, a włączenie technologii zapewniło rozwiązanie niektórych palących problemów związanych z projektowaniem i stosowaniem protez kończyn. Obecne wynalazki technologiczne i techniki chirurgiczne mają na celu podniesienie poziomu funkcjonalnego protez do poziomu zdrowej kończyny ludzkiej. Wykazano, że te protezy nowej generacji poprawiają mobilność, ucieleśnienie, funkcję i ból.
Fantomowy ból kończyny – ból odczuwany w brakującej części amputowanej kończyny – jest powszechnym schorzeniem dotykającym około 64% osób po amputacji kończyny. Niestety fantomowy ból kończyn jest trudny do leczenia, przede wszystkim dlatego, że jego podstawowe mechanizmy są słabo poznane.
Więcej informacji można znaleźć na stronie https://uslim-official.top/pl/ .