Wanneer 'n persoon 'n ledemaat verloor, is sy belangrikste droom om weer sy arm of been te voel. En nie net om te voel nie, maar om met die ledemaat al die bewegings wat beskikbaar is voor besering of siekte uit te voer: neem 'n koppie, trek skoene aan, loop met ondersteuning op albei bene. 'n Bioniese prostese, of 'n komplekse toestel wat senuwee-impulse vasvang, laat jou toe om verlore geleenthede terug te gee.
Hoe het slim prostetika ontstaan?
Die prototipe van "lewendige" prostese is deur wetenskapfiksieskrywers uitgevind en beskryf. Dit was in hul werke dat die arms, bene, oë en harte wat in gevegte verloor is, vervang is deur meganiese assistente wat beter werk as lewende organe. Die bekendste voorbeeld is Cameron se Terminator, wat net die voorkoms van 'n persoon aangeneem het.
Min mense weet dat die prototipe van moderne prostese dateer uit die 19de eeu, toe 'n metaalbal in 'n houtpoot gesit is om die onderste deel beweegbaar te maak. Maar in die 20ste eeu is hierdie primitiewe toestelle vervang deur 'n bioniese prostese wat geskep is by die kruising van verskeie wetenskappe: medisyne, ingenieurswese, bionika en elektronika.
Wetenskaplikes van verskillende lande betwis die voorrang in hierdie saak, maar die feite is dat die eerste’n Funksionele bioniese armprostese is in 2010 by’n ortopediese uitstalling in die Duitse stad Leipzig aangebied. In die jare wat verloop het sedert hierdie gebeurtenis, is 'n groot aantal prostetiese hande, arms, voete, bene en selfs hondepote in die wêreld ontwikkel.
Wat is bionika?
Dit is 'n hele wetenskap wat natuurlewe bestudeer en die moontlikheid om die beginsels van die werk van lewende wesens na industriële analoë oor te dra. Ingenieurs loer idees uit die natuur en beliggaam dit in hul toestelle en strukture. In hierdie sin is bioniese prosteses net 'n druppel in die see. Dus, klittenbandbevestigings wat aan almal bekend is, kopieer net die manier waarop klitsaad beweeg. Suiers word by bloedsuiers geleen. Toe hulle duikbote ontwerp het, het hulle 'n erdwurm as model geneem - al sy "kompartemente" is outonoom. Die ongelooflike geharde metaal oopwerk van die Ostankino- en Eiffeltorings is 'n veelvuldig vergrote kopie van 'n menslike buisbeen. Die weefsel van metaal wat almal so bewonder, is 'n kopie van die struktuur van beenweefsel, wat krag en buigsaamheid kombineer.
Selfs 'n hoë gebou waarin sulke verskillende gesinne tegelyk woon, word uit 'n heuningkoek afgeskryf. Die idee van lewe van verskillende mense in "selle" onder een dak met gemeenskaplike kommunikasie kopieer die lewenswyse van 'n byekolonie.
Bioniese inkarnasies word in baie voorwerpe rondom ons gevind: motorbande, vliegtuie, toesigkameras, bote en die mees algemene artikulasies.
Hoe werk 'n eenvoudige bioniese prostese?
Ná 'n besering of tydens 'n siekte word 'n ledemaat geamputeer. Die oorblywende stomp bestaan uit baieweefsels: vel, spiere, bene, bloedvate en senuwees. Tydens die operasie bring die chirurg die oorblywende motoriese senuwee na die oorblywende groot spier. Nadat die chirurgiese wond genees het, kan die senuwee 'n motoriese sein oordra. Hierdie sein word ontvang deur 'n sensor wat op die prostese gemonteer is. 'n Komplekse rekenaarprogram is betrokke by die proses om 'n senuwee-impuls waar te neem.
Daarom kan die bioniese prostese slegs daardie aksies uitvoer wat in hierdie program voorgeskryf word: neem 'n lepel, vurk of bal, druk 'n sleutel, en dies meer. In vergelyking met die afwesigheid van 'n ledemaat, is die moontlikheid van selfs 'n beperkte aantal beweging 'n groot verbetering. Selfs die beste en mees gevorderde bioniese prosteses kan egter nog nie al daardie klein en presiese bewegings uitvoer waartoe 'n lewende ledemaat in staat is nie.
Hoe beweeg 'n senuwee-impuls van die brein na die prostese?
Om te verstaan hoe bioniese prosteses werk, moet jy normale menslike fisiologie onthou.
Bewegings wat ons herhaaldelik gedurende die dag maak, word outomaties genoem. Opstaan, toilet toe gaan, was, tande borsel, aantrek - dit alles veroorsaak geen gedagtes by ons nie. Die liggaam doen alles wat hy nodig het asof op sy eie. Maar in werklikheid is die begin van enige beweging 'n gedagte. Dit wil sê, ons dink eers: ons moet ons tande borsel, koffie maak, aantrek. Die brein stuur seine na die spiere wat by hierdie beweging betrokke is. 'n Spier kan slegs op 'n sein van die brein saamtrek of ontspan. Maar die proses vind so vinnig en glad plaas dat ons nie tyd het om te besef wat aan die gebeur is nie. BYIn die geval van 'n prostese is alles meer ingewikkeld: eers word die bewegingsein gelees deur 'n elektrode wat langs die senuwee wat na die spier gebring is, gelees en dan na die verwerker in die prostese gestuur. Hierdie proses is ook redelik vinnig, maar die spoed om aksies uit te voer is steeds minderwaardig as 'n lewende ledemaat.
kunsmatige menslike "dele"
Sedert die eerste bioniese prostese bekend gestel is, het die wetenskap ver gevorder. As die eerste modelle lywig was, skakelaars benodig en slegs die eenvoudigste bewegings kon uitvoer, kan moderne modelle beswaarlik prostese genoem word. Dit is elegante stukke ingenieurswese wat lyk asof hulle uit 'n futuristiese fliekskerm getree het.
Die prostese is absoluut soortgelyk aan 'n gesonde hand, dit kan skryf, eetgerei, 'n motorstuurwiel of 'n hoendereier. Vir die volmaaktheid van bewegings word die persoon se eie weefsels soms van ander dele van die liggaam gebruik – van die bene, byvoorbeeld.
Idees uit die toekoms
Ingenieurs en wetenskaplikes is onstuitbaar in hul fantasieë. So, wetenskaplikes kon selfs die beskadigde retina van die oog "omseil" en die beeld van die omgewing direk na die optiese senuwee uitsaai. 'n Persoon wat blind is weens 'n besering, met behoud van die optiese senuwee, kan daarop staatmaak om weer bekende gesigte of 'n pragtige sonsopkoms te sien.
Daar is reeds toestelle wat breinfunksie verbeter. Bewing verlamming of Parkinson se siekte kan byvoorbeeld met 'n ingeplante elektrode behandel word.
Aan mense wat onbeweeglik geword het a.g.vverlamming plant elektrodes direk in die brein in sodat hulle kunsmatige arms en bene kan beheer. Vir 'n persoon wat heeltemal van ander afhanklik is, is die moontlikheid van selfbediening 'n onbeskryflike vreugde.
Die kwessie van skyfies wat onder die vel ingeplant is wat sleutels, 'n bankkaart en 'n identiteitskaart tegelyk kan vervang, word bespreek.
Wat het ons?
Die bekendste onderneming wat bioniese prosteses in Rusland vervaardig, is die Moskou-prostetiese en rehabilitasiesentrum. Hier word prosteses uit modules saamgestel, produkte van Duitsland, Ysland en Rusland word gebruik.
Die prostese van elke persoon het individuele eienskappe. Dit is die vlak van amputasie, en gewig, en lengte, en beroep, kenmerke van gang en klein bewegings, ouderdom. Baie selfleermodules word gebruik. Nie net 'n persoon pas by 'n prostese aan nie, maar ook 'n prostese by 'n persoon. Die selfleermodule, toegerus met ingeboude kunsmatige intelligensie, onthou die kenmerke van die gang en die bewegingsroete. Die module "leer" nie net die breedte van die trap en die las op die ledemaat nie, maar onthou ook die aantal en hoogte van trappe, slaggate en kuile op die pad. Die modules herhaal die aksies van die brein wat 'n stap of ander beweging voorberei.
Hoeveel kos 'n "lewendige" prostese?
Die koste van bioniese prostetika is steeds hoog en kan miljoene roebels in komplekse gevalle bereik. Die terugkeer na 'n vol lewe is egter moeilik om in wesenlike terme te evalueer. Trouens, die installering van bioniese prosteses is die enigste manier waarop 'n gestremde persoon na normaal kan terugkeerlewe: bou en implementeer planne, ondersteun 'n gesin, bereik loopbaanhoogtes.
Die belangrikste ding is om terug te keer na die gemeenskap van gesonde, selfstandige mense. Mense met "lewendige" prostese lei steeds 'n normale lewe, dans en ontvang selfs sporttoekennings. Dit wil sê, die prostese word soveel deel van die persoon dat dit moeilik is om die aksies van lewende spiere van hul bioniese eweknieë te onderskei.
Prostetika: stadiums van ontwikkeling
Vergeleke met konvensionele bioniese prostetiese hand - 'n ware deurbraak. Meer onlangs kon 'n persoon wat 'n hand verloor het op slegs twee moontlikhede staatmaak: 'n velflap is tussen die ulna en die radius gevorm sodat 'n persoon groot voorwerpe kon gryp, of 'n haak is aan die stomp vasgemaak. Albei was ongemaklik en onesteties. Vandag begin selfs die vorming van 'n stomp vir 'n toekomstige prostese in die operasiesaal. Vanaf die eerste dae van die postoperatiewe periode werk 'n prostetis met die slagoffer en help om die beste kombinasie van dele te kies. Die stomp word gevorm en opgelei, en die dele van die toekomstige prostese word maksimaal aangepas by die oorblywende moontlikhede.’n Delikate silikoonmanchet met ingebedde skyfies kom met die vel in aanraking. Daar is geen skaafplekke van moderne prostese nie. Die program vir elke produk word individueel ontwikkel, afhangend van wat die persoon doen. Die taak is om die funksie soveel as moontlik te herstel.
Help die gestremdes
'n Persoon wat 'n ledemaat verloor het, moet sonder versuim 'n mediese en sosiale ondersoek ondergaan. Gelyktydig met die stigting van die groepgestremdheid, word 'n program van maatskaplike rehabilitasie vir almal ontwikkel. Rehabilitasie behels eerstens die gebruik van tegniese middele wat bydra tot die terugkeer van 'n persoon werk toe. Alle bioniese ledemaatprosteses is ingesluit in die verpligte lys van sulke tegniese middele. 'n Persoon het 'n keuse: ontvang binne die raamwerk van die rehabilitasieprogram 'n voltooide produk of koop dit op hul eie met daaropvolgende ontvangs van geldelike vergoeding. Die bedrag van vergoeding word bereken op grond van die gemiddelde koste van soortgelyke prostetiese produkte.
Waaraan werk die ontwikkelaars?
Moderne bioniese prostetiese hande voer subtiele bewegings perfek uit, maar 'n persoon kry nie die sensasies van hulle waaraan hy gewoond is nie. Dus, 'n prostese kan 'n persoon se hare streel, maar jy kan nie die warmte van die kopvel en die sagtheid van die hare voel nie. Wetenskaplikes werk nou daaraan om hierdie tekortkoming uit te skakel. Spesialiste het reeds geleer hoe om bene met titanium te verbind, en sensors van bewegings en gevoelens direk aan 'n lewende senuwee te koppel. Dus, 'n bioniese hand vervang 'n lewende een heeltemal, en 'n persoon ontvang tasbare sensasies, wat hy vir baie jare ontneem is. Die direkte verbinding van senuwees en spiere met 'n tegniese toestel verhoog die spoed van beweging aansienlik, wat dit nader aan die natuurlike bring.
Uit watter dele bestaan 'n bioniese been?
Moderne bioniese beenprostese sluit verskeie verpligte elemente in, soos:
- silikoonmanchet met ingeboude sensors;
- ondersteuning - 'n titanium staaf, gevorm soostrommelstok;
- geartikuleerde module met mikro-enjins en verwerker;
- kunsmatige intelligensie-eenheid wat alle inkomende seine verwerk.
Die nuutste modelle van prosteses van toonaangewende Duitse maatskappye het 'n spesiale laag wat baie soortgelyk is aan vel. Sintetiese vel het 'n dubbele doel: dit beskerm die besonderhede van die prostese teen vog en voer 'n kosmetiese funksie uit. Jy kan jou bedekte prostese aan laat, daarmee stort en deur plasse loop.
'n bietjie fantasie
Vandag woon verskeie mense op dieselfde planeet saam met ons, met 2 en selfs 3 bioniese prosteses op dieselfde tyd. Uitgevind sintetiese leer wat styfheid verander. Ekskelette is uitgevind om verlamde mense te help loop. Ontwikkelde produkte wat deur die krag van denke beheer word. Eksperimente is aan die gang om senuwees in mikrokanale te laat groei. Teoreties is die dag wanneer dit moontlik sal wees om 'n senuwee van die vereiste lengte te laat groei nie ver nie. Wetenskaplikes probeer die lyn tussen wild en 'n tegniese toestel vervaag. Die aantal bewegings wat deur bioniese prosteses uitgevoer word, neem voortdurend toe, en so ook hul kompleksiteit.
Dit alles gee groot hoop dat 'n persoon sterker sal word as die siekte.
Prostetiese ledemate word 'n roetineprosedure wat 'n persoon na normaal terugbring. Miskien sal die dag aanbreek wanneer enige deel van die menslike liggaam met 'n kunsmatige een vervang kan word. Ek wil dit darem regtig glo.
