Երբ մարդը կորցնում է վերջույթը, նրա ամենակարևոր երազանքն է նորից զգալ իր ձեռքը կամ ոտքը: Եվ ոչ միայն զգալու համար, այլ վերջույթի հետ կատարել բոլոր շարժումները, որոնք հասանելի են մինչև վնասվածքը կամ հիվանդությունը. վերցրեք մի բաժակ, կապեք կոշիկները, քայլեք երկու ոտքերի վրա հենված վիճակում: Բիոնիկ պրոթեզը կամ նյարդային ազդակները գրավող բարդ սարքը թույլ է տալիս վերադարձնել կորցրած հնարավորությունները։
Ինչպե՞ս առաջացան խելացի պրոթեզավորումը:
«Կենդանի» պրոթեզների նախատիպը հորինել և նկարագրել են գիտաֆանտաստիկ գրողները։ Հենց նրանց աշխատանքներում մարտերում կորցրած ձեռքերը, ոտքերը, աչքերն ու սրտերը փոխարինվեցին մեխանիկական օգնականներով, որոնք ավելի լավ են աշխատում, քան կենդանի օրգանները: Ամենահայտնի օրինակը Քեմերոնի Տերմինատորն է, ով վերցրել է միայն մարդու արտաքինը։
Քչերին է հայտնի, որ ժամանակակից պրոթեզների նախատիպը գալիս է 19-րդ դարից, երբ մետաղյա գնդիկը մտցվել է փայտե ոտքի մեջ՝ ստորին հատվածը շարժական դարձնելու համար։ Սակայն 20-րդ դարում այս պարզունակ սարքերը փոխարինվեցին բիոնիկ պրոթեզով, որը ստեղծվել էր մի քանի գիտությունների խաչմերուկում՝ բժշկություն, ճարտարագիտություն, բիոնիկա և էլեկտրոնիկա:
Տարբեր երկրների գիտնականներ վիճարկում են այս հարցում առաջնահերթությունը, սակայն փաստն այն է, որ առաջին. Ֆունկցիոնալ բիոնիկ ձեռքի պրոթեզը ներկայացվել է օրթոպեդիկ ցուցահանդեսում Գերմանիայի Լայպցիգ քաղաքում 2010 թվականին։ Այս իրադարձությունից հետո անցած տարիներին աշխարհում ստեղծվել են հսկայական քանակությամբ պրոթեզավոր ձեռքեր, ձեռքեր, ոտքեր, ոտքեր և նույնիսկ շան թաթեր։
Ի՞նչ է բիոնիկան:
Սա մի ամբողջ գիտություն է, որն ուսումնասիրում է վայրի բնությունը և կենդանի էակների աշխատանքի սկզբունքները արդյունաբերական անալոգներ փոխանցելու հնարավորությունը: Ինժեներները դիտում են գաղափարները բնությունից և մարմնավորում դրանք իրենց սարքերում և կառուցվածքներում: Այս առումով բիոնիկ պրոթեզներն ընդամենը մի կաթիլ են օվկիանոսում: Այսպիսով, բոլորին հայտնի Velcro ամրակները պարզապես պատճենում են կռատուկի սերմերի շարժման ձևը: Ծծողները փոխառված են տզրուկներից։ Սուզանավերը նախագծելիս որպես մոդել վերցրեցին երկրային որդ, որի բոլոր «բաժանմունքներն» ինքնավար են: Օստանկինոյի և Էյֆելյան աշտարակների անհավանական դիմացկուն մետաղական բացվածքը մարդկային խողովակաձև ոսկորի բազմակի ընդլայնված կրկնօրինակն է: Մետաղի հյուսվածքը, որն այդքան հիանում է բոլորին, ոսկրային հյուսվածքի կառուցվածքի կրկնօրինակն է, որը համատեղում է ուժն ու ճկունությունը:
Նույնիսկ բարձրահարկ շենքը, որտեղ միաժամանակ ապրում են այդքան տարբեր ընտանիքներ, դուրս է գրված մեղրախորիսխից։ Տարբեր մարդկանց կյանքի գաղափարը մեկ տանիքի տակ՝ ընդհանուր հաղորդակցություններով, կրկնօրինակում է մեղուների գաղութի ապրելակերպը։
Բիոնիկ մարմնավորումները հանդիպում են մեզ շրջապատող բազմաթիվ առարկաներում՝ մեքենաների անվադողերում, ինքնաթիռներում, հսկողության տեսախցիկներում, նավակներում և ամենատարածված հոդերի մեջ:
Ինչպե՞ս է աշխատում պարզ բիոնիկ պրոթեզը:
Վնասվածքից կամ հիվանդության ժամանակ անդամահատվում է վերջույթը։ Մնացած կոճղը բաղկացած է շատերիցհյուսվածքներ՝ մաշկ, մկաններ, ոսկորներ, արյան անոթներ և նյարդեր: Վիրահատության ընթացքում վիրաբույժը բերում է մնացած շարժիչ նյարդը մնացած մեծ մկանին: Վիրահատական վերքի ապաքինումից հետո նյարդը կարող է շարժիչ ազդանշան փոխանցել: Այս ազդանշանը ստանում է պրոթեզի վրա տեղադրված սենսորը: Նյարդային իմպուլսի ընկալման գործընթացում ներգրավված է համակարգչային բարդ ծրագիր։
Հետևաբար, բիոնիկ պրոթեզը կարող է կատարել միայն այն գործողությունները, որոնք նախատեսված են այս ծրագրում. վերցնել գդալ, պատառաքաղ կամ գնդիկ, սեղմել ստեղնը և այլն: Համեմատած վերջույթի բացակայության հետ՝ նույնիսկ սահմանափակ թվով շարժումների հնարավորությունը հսկայական բարելավում է: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ ամենալավ և առաջադեմ բիոնիկ պրոթեզները դեռ չեն կարող կատարել բոլոր այն փոքր և ճշգրիտ շարժումները, որոնց ընդունակ է կենդանի անդամը:
Ինչպե՞ս է նյարդային ազդակը տեղափոխվում ուղեղից մինչև պրոթեզ:
Որպեսզի հասկանաք, թե ինչպես են աշխատում բիոնիկ պրոթեզները, դուք պետք է հիշեք մարդու նորմալ ֆիզիոլոգիան:
Շարժումները, որոնք մենք բազմիցս անում ենք օրվա ընթացքում, կոչվում են ավտոմատ։ Վեր կենալը, զուգարան գնալը, լվացվելը, ատամները լվանալը, հագնվելը՝ այս ամենը մեր մեջ ոչ մի միտք չի առաջացնում։ Օրգանիզմն անում է այն ամենը, ինչ իրեն անհրաժեշտ է, կարծես ինքն իրեն։ Բայց իրականում ցանկացած շարժման սկիզբ միտք է։ Այսինքն՝ սկզբում մտածում ենք՝ պետք է ատամները լվանալ, սուրճ պատրաստել, հագնվել։ Ուղեղը ազդանշաններ է ուղարկում մկաններին, որոնք ներգրավված են այս շարժման մեջ: Մկանը կարող է կծկվել կամ թուլանալ միայն ուղեղի ազդանշանի վրա: Բայց գործընթացն այնքան արագ ու սահուն է ընթանում, որ մենք ժամանակ չունենք գիտակցելու, թե ինչ է կատարվում։ ATՊրոթեզի դեպքում ամեն ինչ ավելի բարդ է՝ սկզբում շարժման ազդանշանը կարդացվում է մկանին բերված նյարդի կողքին գտնվող էլեկտրոդի միջոցով, այնուհետև ուղարկվում պրոթեզի ներսում գտնվող պրոցեսորին։ Այս գործընթացը նույնպես բավականին արագ է, բայց գործողությունների կատարման արագությունը դեռևս զիջում է կենդանի անդամին։
Մարդու արհեստական «մասեր»
Առաջին բիոնիկ պրոթեզի ներդրումից ի վեր, գիտությունը երկար ճանապարհ է անցել: Եթե առաջին մոդելները ծավալուն էին, պահանջում էին անջատիչներ և կարող էին կատարել միայն ամենապարզ շարժումները, ապա ժամանակակից մոդելները դժվար թե կարելի է անվանել պրոթեզներ: Սրանք ինժեներական նրբագեղ նմուշներ են, որոնք կարծես թե դուրս են եկել ֆուտուրիստական կինոէկրանից:
Պրոթեզը բացարձակապես նման է առողջ ձեռքին, այն կարող է գրել, պահել պատառաքաղ, մեքենայի ղեկ կամ հավի ձու։ Շարժումների կատարելության համար մարդու սեփական հյուսվածքները երբեմն օգտագործվում են մարմնի այլ մասերից, օրինակ՝ ոտքերից:
Գաղափարներ ապագայից
Ինժեներներն ու գիտնականները անկասելի են իրենց ֆանտազիաներում: Այսպիսով, գիտնականները կարողացել են նույնիսկ «շրջանցել» աչքի վնասված ցանցաթաղանթը՝ հեռարձակելով շրջակա միջավայրի պատկերն անմիջապես օպտիկական նյարդի վրա։ Մարդը, ով կույր է վնասվածքի պատճառով, տեսողական նյարդի պահպանմամբ, կարող է հույս դնել նորից ծանոթ դեմքեր տեսնելու կամ գեղեցիկ արևածագի վրա։
Արդեն կան սարքեր, որոնք բարելավում են ուղեղի աշխատանքը։ Օրինակ, ցնցումների կաթվածը կամ Պարկինսոնի հիվանդությունը կարող են բուժվել իմպլանտացված էլեկտրոդով:
Մարդկանց, ովքեր անշարժ են դարձել պատճառովկաթվածահար իմպլանտի էլեկտրոդները անմիջապես ուղեղի մեջ, որպեսզի նրանք կարողանան կառավարել արհեստական ձեռքերն ու ոտքերը: Այն մարդու համար, ով լիովին կախված է ուրիշներից, ինքնասպասարկման հնարավորությունը աննկարագրելի ուրախություն է։
Քննարկվում է մաշկի տակ տեղադրված չիպերի հարցը, որը կարող է միաժամանակ փոխարինել բանալիները, բանկային քարտը և նույնականացման քարտը։
Ինչ ունենք?
Ռուսաստանում բիոնիկ պրոթեզներ արտադրող ամենահայտնի ձեռնարկությունը Մոսկվայի պրոթեզավորման և վերականգնողական կենտրոնն է։ Այստեղ պրոթեզները հավաքվում են մոդուլներից, օգտագործվում են ապրանքներ Գերմանիայից, Իսլանդիայից և Ռուսաստանից։
Յուրաքանչյուր մարդու պրոթեզն ունի անհատական առանձնահատկություններ. Սա անդամահատման մակարդակն է, քաշը, հասակը և զբաղմունքը, քայլվածքի և փոքր շարժումների առանձնահատկությունները, տարիքը: Օգտագործվում են բազմաթիվ ինքնաուսուցման մոդուլներ: Ոչ միայն մարդը հարմարվում է պրոթեզին, այլեւ պրոթեզը մարդուն։ Ինքնուսուցման մոդուլը, որը հագեցած է ներկառուցված արհեստական ինտելեկտով, հիշում է քայլվածքի առանձնահատկությունները և շարժման երթուղին։ Մոդուլը «սովորում է» ոչ միայն աստիճանի լայնությունը և վերջույթի ծանրաբեռնվածությունը, այլև հիշում է քայլերի քանակը և բարձրությունը, փոսերն ու փոսերը ճանապարհին: Մոդուլները կրկնում են ուղեղի գործողությունները՝ նախապատրաստելով քայլ կամ այլ շարժում:
Ինչքա՞ն արժե «կենդանի» պրոթեզը
Բիոնիկ պրոթեզավորման արժեքը դեռ բարձր է և բարդ դեպքերում կարող է հասնել միլիոնավոր ռուբլու։ Այնուամենայնիվ, վերադարձը լիարժեք կյանքի դժվար է գնահատել նյութական առումով։ Փաստորեն, բիոնիկ պրոթեզների տեղադրումը հաշմանդամ մարդու նորմալ վիճակի վերադառնալու միակ միջոցն էԿյանք. կառուցել և իրականացնել ծրագրեր, աջակցել ընտանիքին, հասնել կարիերայի բարձունքների:
Ամենակարևորը առողջ, ինքնապահով մարդկանց համայնք վերադառնալն է։ «Կենդանի» պրոթեզներով մարդիկ շարունակում են նորմալ կյանք վարել, պարել, անգամ սպորտային մրցանակներ ստանալ։ Այսինքն՝ պրոթեզն այնքան է դառնում մարդու մի մասը, որ դժվար է տարբերել կենդանի մկանների գործողությունները իրենց բիոնիկ նմաններից։
Պրոթեզավորում. զարգացման փուլեր
Սովորական բիոնիկ ձեռքի պրոթեզների համեմատ՝ իրական առաջընթաց: Բոլորովին վերջերս ձեռքը կորցրած մարդը կարող էր հույս դնել միայն երկու հնարավորության վրա՝ ուլնայի և շառավիղի միջև մաշկային փեղկ էր ձևավորվել, որպեսզի մարդը կարողանա բռնել մեծ առարկաներ, կամ կոճղին ամրացվեց կեռիկ: Երկուսն էլ անհարմար էին և անէսթետիկ: Այսօր նույնիսկ ապագա պրոթեզի համար կոճղի ձեւավորումն է սկսվում վիրահատարանում։ Հետվիրահատական շրջանի առաջին իսկ օրերից տուժողի հետ աշխատում է պրոթեզոլոգը՝ օգնելով ընտրել մասերի լավագույն համադրությունը։ Կոճղը ձևավորվում և վարժվում է, իսկ ապագա պրոթեզի մասերը մաքսիմալ հարմարեցված են մնացած հնարավորություններին։ Ներկառուցված չիպսերով նուրբ սիլիկոնե մանժետը շփվում է մաշկի հետ: Ժամանակակից պրոթեզներից քերծվածքներ չկան։ Յուրաքանչյուր ապրանքի համար ծրագիրը մշակվում է անհատապես՝ կախված նրանից, թե ինչ է անում մարդը։ Խնդիրն է հնարավորինս վերականգնել գործառույթը։
Օգնում ենք հաշմանդամներին
Անձը, ով կորցրել է վերջույթը, պետք է անպայման բժշկասոցիալական հետազոտություն անցնի։ Խմբի ստեղծման հետ միաժամանակհաշմանդամություն, մշակվում է սոցիալական վերականգնման ծրագիր բոլորի համար. Վերականգնումը նախ և առաջ ենթադրում է տեխնիկական միջոցների օգտագործում, որոնք նպաստում են մարդու աշխատանքի վերադառնալուն։ Բոլոր բիոնիկ վերջույթների պրոթեզները ներառված են նման տեխնիկական միջոցների պարտադիր ցանկում։ Մարդն ունի ընտրություն՝ վերականգնողական ծրագրի շրջանակներում ստանալ պատրաստի արտադրանք կամ ինքնուրույն գնել այն՝ հետագայում դրամական փոխհատուցում ստանալու միջոցով: Փոխհատուցման չափը հաշվարկվում է համանման պրոթեզավորման արտադրանքի միջին արժեքի հիման վրա։
Ինչի՞ վրա են աշխատում մշակողները:
Ժամանակակից բիոնիկ պրոթեզային ձեռքերը հիանալի կերպով կատարում են նուրբ շարժումներ, սակայն մարդը դրանցից չի ստանում այն զգացողությունները, որոնց սովոր է: Այսպիսով, պրոթեզը կարող է շոյել մարդու մազերը, բայց դուք չեք կարող զգալ գլխի ջերմությունն ու մազերի փափկությունը։ Գիտնականներն այժմ աշխատում են այդ թերությունը վերացնելու ուղղությամբ։ Մասնագետներն արդեն սովորել են, թե ինչպես կարելի է ոսկորները միացնել տիտանի հետ և միացնել շարժումների և զգացմունքների սենսորները անմիջապես կենդանի նյարդի հետ: Այսպիսով, բիոնիկ ձեռքը ամբողջությամբ փոխարինում է կենդանի ձեռքին, և մարդը ստանում է շոշափելի սենսացիաներ, որոնցից նա երկար տարիներ զրկված է եղել։ Նյարդերի և մկանների անմիջական կապը տեխնիկական սարքի հետ մեծապես մեծացնում է շարժման արագությունը՝ այն մոտեցնելով բնականին։
Ինչ մասերից է բաղկացած բիոնիկ ոտքը:
Ժամանակակից բիոնիկ ոտքի պրոթեզը ներառում է մի քանի պարտադիր տարրեր, ինչպիսիք են՝
- սիլիկոնե մանժետ ներկառուցված սենսորներով;
- հենարան - տիտանի ձող՝ նման ձևովթմբուկ;
- հոդակապ մոդուլ միկրոշարժիչներով և պրոցեսորով;
- արհեստական ինտելեկտի միավոր, որը մշակում է բոլոր մուտքային ազդանշանները:
Գերմանական առաջատար ընկերությունների պրոթեզների վերջին մոդելներն ունեն հատուկ ծածկույթ, որը շատ նման է մաշկին։ Սինթետիկ մաշկը երկակի նպատակ ունի՝ այն պաշտպանում է պրոթեզի դետալները խոնավությունից և կատարում է կոսմետիկ ֆունկցիա։ Դուք կարող եք թողնել ձեր ծածկված պրոթեզը, ցնցուղ ընդունել դրանով և քայլել ջրափոսերի միջով։
Մի փոքր ֆանտազիա
Այսօր մեզ հետ նույն մոլորակում մի քանի մարդ է ապրում՝ միաժամանակ ունենալով 2 և նույնիսկ 3 բիոնիկ պրոթեզ։ Ստեղծվել է սինթետիկ կաշի, որը փոխում է կոշտությունը: Էկզոկմախքներ են հորինվել, որոնք օգնում են անդամալույծ մարդկանց քայլել: Մշակված ապրանքներ, որոնք վերահսկվում են մտքի ուժով: Փորձարկումներ են իրականացվում միկրոալիքներում նյարդերի աճեցման համար: Տեսականորեն հեռու չէ այն օրը, երբ հնարավոր կլինի անհրաժեշտ երկարության նյարդ աճեցնել։ Գիտնականները փորձում են ջնջել վայրի բնության և տեխնիկական սարքի միջև սահմանը։ Բիոնիկ պրոթեզներով կատարվող շարժումների թիվը անընդհատ աճում է, ինչպես նաև դրանց բարդությունը։
Այս ամենը մեծ հույս է տալիս, որ մարդը ավելի ուժեղ կդառնա, քան հիվանդությունը։
Վերջույթների պրոթեզավորումը դառնում է սովորական պրոցեդուրա, որը վերադարձնում է մարդուն նորմալ վիճակի: Թերեւս կգա այն օրը, երբ մարդու մարմնի ցանկացած հատված հնարավոր կլինի փոխարինել արհեստականով։ Գոնե ես իսկապես ուզում եմ հավատալ դրան։
