Застосування електроніки й біомеханіки при протезуванні

Відновлення ушкоджених або заміна повністю втрачених у результаті хвороби або травми окремих органів людини —і одна із проблем медичної практики, якою сьогодні займаються лікарі в тісному союзі з фахівцями в області електроніки й біоніки.

Починаючи з античних часів і донині, людська винахідницька думка з невідступною пристрасністю й завзятістю шукає способи створення штучної руки, яка б у своїй доськоналості була найбільш близька до природного.

Але спроби створення механічної подоби кисті, що приводиться в рух тими або іншими групами м’язів, бажаного результату не давали.

Положення змінилося лише до середини поточного сторіччя. У результаті досягнутого високого рівня розвитку електрофизиологии, основ автоматичного керування, біомеханіки —і нової галузі біоніки й електронна техніка —і почали вимальовуватися нові шляхи рішення завдання. У великій мері цьому сприяло твердження кібернетичного підходу до вивчення загальних закономірностей керування функціями живого організму. У підсумку народився принципово новий напрямок у протезуванні кінцівок —і створення протезів з біоелектричною системою керування й биоуправляемих протезів.

В 1956 році радянськими вченими А. Е. Кобринським, Я. С. Якобсоном, Е. П. Поляним, Я. Л. Славуцким, А. Я. Сисиним, М. Г. Брейдо, В. С. Гурфинкелем, М. Л. Цетлиним у Центральному науково-дослідному

інституті протезування й протезобудування Міністерства соціального забезпечення РСФСР був створений макетний зразок “біоелектричної руки” —і протеза, керованого за допомогою біострумів м’язів кукси. Це “чудо ХХ століття”, уперше демонструвалося в радянському павільйоні на Всесвітній виставці в Брюсселі.

Штучна рука, створена радянськими вченими, повернула до повноцінного життя тисячі людей. У Канаді, Англії й інших країнах придбані ліцензії на радянську біоелектричну руку.

Власник штучної руки користується їй дуже просто, без яких-небудь неприродних зусиль: мозок віддає м’язам наказ ськоротитися, після чого легке ськорочення однієї м’язів кукси змушує кисть стиснутися, ськорочення інший —і розкриває неї. Протез надійно працює при будь-якому положенні руки, з його допомогою людин може самостійно обслуговувати себе: одягтися, взутися, за обіднім столом управлятися з ножем і вилкою за всіма правилами гарного тону, а також писати, креслити й т. п. Більше того, упевнено працювати напилком і ножівкою, пінцетом і ножицями й навіть управляти транспортним засобом…

Багато вчених, що працюють над проблемою штучного зору, намагаються активізувати потенційні можливості мозку сліпих. Розроблена американськими вченими електронна система штучного зору побудована в такий спосіб: в очницях сліпого встановлюються ськляні очі —і високочутливі екрани, що сприймають світлові хвилі (замість сітківки) . Ськляні очі, що містять матриці світлочутливих елементів, з’єднуються зі збереженими м’язами зорових органів сліпого. Завдяки зусиллю очних муськулів положення цих екранів (камер) можна міняти, направляючи їх на той або інший об’єкт. У дужках темних фальшивих окулярів, що заміняють оптичний нерв, розміщені мікровузли, що перетворять зображення, “зчитувальне” з екрана, що передається в електронний блок, пов’язаний з електродами, кінчики яких уведені в ділянки головного мозку, що відають зором. З’єднання електронних схем із вживленними електродами виробляється або по проводам з підшкірним розніманням, або через передавач, установлюваний зовні й имеющий індуктивний зв’язок із вживленной частиною системи під черепною коробкою.

Щораз, коли екран в очниці сліпого реєструє який-небудь неськладний об’єкт, мініатюрна ЕОМ у дужці окулярів перетворить зображення в імпульси. У свою чергу електроди “переводять” їх в ілюзорне відчуття світла, що відповідає певному просторовому образу.

Має бути ще багато зробити, щоб подібні системи штучного зору стали високоефективними приладами, що приносять реальну користь не окремим пацієнтам, а тисячам і тисячам сліпих.

Не менш успішно ведуться роботи й по створенню електронних пристроїв для людей, частково або повністю втратили слух.

Один з найбільш зручних апаратів, підсилювальний тракт, якого побудований на одній інтегральній мікросхемі. Його вага не більше 7 грамів. Застосовувані електронні мікрофони з убудованими истоковими повторювачами, що мають високу чутливість.

Значно ськладніше повернути людині слух при повній його втраті. Звичайно глухим вживляют у равлика внутрішнього вуха одноканальні електроди (замість нервів) , що дозволяє їм чути, наприклад, звуки телефонного або дверного дзвінка. З появою мікропроцесорів виникла можливість обробки сприйманих звуків для виділення ськладових тональних сигналів, що подаються на окремі канали многоканального апарата штучного слуху, що синтезують первісні сигнали в слуховом ділянці кори головного мозку.

Ми ще мало знаємо про дивні здатності живих організмів дізнаватися про події зовнішнього миру. Коли нейрофізіологи й біоніки побільше довідаються про неї, можна буде створити й “електронні вуха” і “електронні очі”, які нададуть неоціненну допомогу мільйонам людей.

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Loading...
Застосування електроніки й біомеханіки при протезуванні