Классификация, виды и принципы работы протезов рук

Протезы верхних конечностей — технические средства реабилитации, предназначенные для частичного или полного восстановления утраченной функции руки.

Возмещают физический дефект, возвращать человеку способность к самостоятельной жизни, труду, полноценному участию в социальных процессах.

Ранние упоминаний протезов рук — артефакты из Египта и Древнего Рима. В Египте археологи нашли деревянный палец, прикрепляемый к стопе, а в Риме — металлические протезы руки, использовавшиеся скорее как символ статуса, чем как функциональный инструмент.

В Средние века появлялись железные конструкции, предназначенные для рыцарей — крючки, захваты, примитивные механизмы.

В XVI веке появились сложные модели с рычажными механизмами, которые управлялись движением плеча или локтя.

Функциональное протезирование стало возможным в XX веке с развитием медицины, инженерии, электромеханики. В это время появились первые тяговые, а позже — электронные бионические протезы.

• Пальцевые протезы

Используются при ампутации одного или нескольких пальцев. Выполняют косметическую функцию, оснащены простыми механизмами для захвата предметов.

• Протезы кисти

Применяются при утрате кисти, но сохранении лучезапястного сустава. По виду —  косметические, функциональные — с тяговым, механическим или электронным управлением.

• Протезы предплечья

Устанавливаются при ампутации ниже локтевого сустава, включают модуль, заменяющий предплечье, кистевой механизм. Управление — тяговое, миоэлектрическое.

• Протезы плеча

Используются при ампутации на уровне плеча. Сложные по конструкции, часто требуют наличия нескольких суставных элементов, электронного управления.

• Протезы с экзартикуляцией плечевого сустава

Назначаются при утрате руки до плечевого сустава. Это сложный тип конструкции, требует индивидуального проектирования, включает систему датчиков, многоступенчатое управление.

• Интерскапуло-торакальные

Применяются при ампутации руки вместе с частью ключицы, лопатки. Сложны в реализации, требуют адаптации под торс.

Имитируют внешний вид утраченной конечности без подвижных элементов, не восстанавливают функциональность руки. Изготавливаются из силикона или других синтетических материалов, окрашиваются под тон кожи, могут включать искусственные ногти, вены, другие анатомические детали. Применяются в случаях, когда человек не нуждается в активной замене утраченной функции, а акцент делается на внешнем виде, психологическом комфорте.

Имеют механическое управление с помощью тросов, ремней, закрепленных на туловище. Движения протеза происходят благодаря перемещению плечевого пояса — при наклоне плеча или лопатки трос натягивается, приводя в действие захватный механизм кисти. Это надежные, сравнительно дешёвые устройства. Недостатки — ограниченная функциональность, низкая точность движений, необходимость физического усилия.

Предназначены для удержания инструментов, молотка, отвёртки. Оснащены сменными насадками. Применяются у людей, занятых физическим трудом. Управление — ручное или механическое. Надежны, прочны, функциональны в специфических условиях, но не подходят для повседневного использования, где требуется тонкая моторика или эстетика.

С элементами тягового, электронного управления — сгибание локтя происходит за счет тросов, а движение кисти — за счет биоэлектрических сигналов. Позволяют распределить нагрузку между разными способами управления, получить большую функциональность при снижении веса, энергозатрат. Используются при ампутациях на уровне плеча и выше.

Это протезы, управляемые с помощью миоэлектрических сигналов, считываемых с поверхности кожи. Электроды фиксируют импульсы мышц, передавая на микропроцессор, который интерпретирует сигналы, запускает нужные движения. Современные бионические импланты  выполняют точные движения, захватывать мелкие предметы, адаптироваться под разные сценарии — от письма до работы с гаджетами. Некоторые модели включают сенсоры давления, виброотдачу, Bluetooth-модули, машинное обучение. Главные плюсы — адаптивность, независимость от движений плеча. Минусы — цена, регулярное обслуживание, длительное обучение.

Наиболее эффективные биопротезы —  с многофункциональной системой управления, возможностью адаптации под конкретные задачи пользователя. Они обеспечивают максимальную степень восстановления движений, выполняют действия с тонкой моторикой, поддерживают обратную связь.

Лучшими признаются устройства, которые:

• адаптируются под мышечные сигналы конкретного человека;
• имеют программируемые режимы захвата, движения;
• оснащены сенсорными датчиками, повышающими точность, безопасность;
• легко интегрируются с мобильными устройствами для настройки, диагностики;
• обеспечивают быструю зарядку, длительное время автономной работы.

Учитывается качество посадки на культю, лёгкость конструкции, устойчивость к повреждениям, погодным условиям. Искусственные руки премиум-класса разрабатываются индивидуально, сопровождаются полным циклом обучения, технической поддержки. Однако они не всегда доступны из-за стоимости, поэтому для некоторых пользователей лучшим решением может быть гибридный или тяговый имплант, соответствующий их задачам, уровню активности.

На рынке бионических протезов наибольшую известность, доверие пользователей получили следующие модели:

• i-Limb Quantum (Össur)

Оснащен индивидуально управляемыми пальцами, системой сенсорной обратной связи, Bluetooth-настройкой, возможностью смены режимов захвата с помощью жестов. Поддерживает до 24 типов захвата. Отличается высокой адаптивностью, удобством в активной жизни.

• Michelangelo Hand (Ottobock)

Немецкая разработка с анатомической формой, множеством степеней свободы, естественной динамикой движений. Выполняет силовые, тонкие манипуляции. Интегрируется с системами управления на основе биоэлектрических сигналов, предлагает сменные режимы работы.

• Hero Arm (Open Bionics)

Лёгкий, доступный, разработанный для всех возрастов. Отличается индивидуальным дизайном, возможностью кастомизации внешнего вида,  функцией посильной захватной силы. Подходит для активных пользователей, имеет доступную цену в сравнении с премиум-моделями.

• BeBionic Hand (Ottobock)

Высокотехнологичная модель с 14 программируемыми захватами, эргономичной конструкцией, прочным каркасом. Часто используется людьми с активным образом жизни. Обеспечивает точность, скорость,надежность выполнения ежедневных действий.

Эти модели — результат десятилетий исследований в медицине, робототехнике, нейроинженерии. Для занятий спортом или работы с различной техникой.

Получение искусственной руки, других технических средств реабилитации возможно бесплатно за счет государства при наличии инвалидности, соответствующих медицинских показаний.

Процесс включает несколько этапов:

1. Установление инвалидности
2. Необходимо пройти медико-социальную экспертизу, которая на основании диагноза, обследований, заключений врачей определяет группу инвалидности.
3. Разработка ИПРА
4. После установления инвалидности формируется индивидуальная программа реабилитации, абилитации, в которую включаются необходимые ТСР.
5. Получение направления в протезно-ортопедическое предприятие
6. С ИПРА человек обращается в Фонд социального страхования, где оформляется направление в ПОП для изготовления или подбора подходящего средства.
7. Изготовление и примерка
8. В ПОП изготавливается протез, проводится примерка, обучение пользователя навыкам эксплуатации. При необходимости проводится корректировка, доработка конструкции.
9. Техническое обслуживание и замена
10. устройства подлежат регулярному техническому обслуживанию, при необходимости, замене. Срок службы зависит от типа изделия, активности пользователя.

Важно: также существует возможность компенсации стоимости при самостоятельной покупке. Если ТСР входит в утверждённый перечень, а также приобретено за собственные средства с соблюдением всех процедур, документов.

Протезы верхних конечностей — инструмент восстановления после ампутации или врождённого отсутствия руки. Инновационные разработки позволяют компенсировать утрату, вернуть людям возможность выполнять повседневные действия, работать, общаться, чувствовать себя полноценными членами общества.

Разнообразие типов — от косметических до бионических — решение под конкретные задачи, уровень активности, анатомические особенности. Наиболее технологичными считаются бионические устройства, однако, простые конструкции остаются востребованными благодаря надежности, доступности.