Протезирование конечностей – как нижних, так и верхних – дает людям, пережившим ампутацию или родившимся без конечности, шанс на реабилитацию и ведение нормальной жизни. Инженеры ведущих мировых производителей постоянно работают над улучшением функциональности протезных изделий и создают принципиально новые виды протезов – такие, например, как бионические – максимально приближающиеся к естественной функциональности на сегодняшний день.
Какие существуют виды и типы протезов?
Протезы можно делить на категории по разным показателям. Например, по назначению выделяют функциональные и косметические протезы.
Функциональные – это активные изделия, частично заменяющие функцию утраченной конечности. При этом они могут как имитировать внешний вид утраченной руки или ноги, иногда весьма детализировано, так и иметь «футуристический» внешний вид – сверкать металлом или выставлять напоказ электронику и полимерные части. О функциональных протезах рук и ног мы поговорим ниже.
Косметические протезы – просто оболочки, которые с некоторой степенью достоверности воссоздают внешний вид утраченной конечности. Изготавливаются из прочного пластика, при этом на них может наноситься рисунок вен. Косметический протез ноги позволяет ходить, но не бегать; руки – выполнять простейшие действия, например, по удержанию ложки.
Различают протезы по уровню ампутации – например, для рук выделяют протезы отдельных пальцев, кисти в целом, предплечья с локтевым суставом и плеча – с плечевым суставом. От уровня зависит сложность управления. Для протезов ног градация такая же: выделяют протезы стоп, протезы голени и бедренные протезы. Остановимся подробнее на функциональных протезах с разделением по месту протезирования.
Виды функциональных протезов верхних конечностей
Всего существует 4 типа функциональных протезов рук – механические, или тяговые; бионические, или миоэлектрические; гибридные (комбинированные) и специальные протезы для определенных видов деятельности.
Наиболее распространены тяговые механические протезы – благодаря прекрасному соотношению стоимости и функциональности, простоте освоения и обслуживания. Усилие, управляющее суставами и пальцами кисти, передается через систему тяг с уцелевших мышц. Обычно для этого используются мышцы плеча или лопатки, в зависимости от уровня ампутации.
Миоэлектрические протезы с внешним источником питания также используют напряжение уцелевших мышц, но это усилие передается с датчиков на сервоприводы, приводящие в движение пальцы или сгибающие протез в суставной части. При этом с мышц считывается даже не механическое напряжение, а электрический импульс, который передается головным мозгом к мышцам.
Такие изделия очень технологичны и обеспечивают высокий уровень функциональности, они имеют огромный потенциал развития – но довольно дороги.
Гибридные протезы реализуют принцип комбинирования тягового протеза и миоэлектрического. Для основных движений используются тяги, для управления мелкой моторикой пальцев – миоэлектрические датчики и сервоприводы на каждый палец. Довольно редкие протезы, оправданные при высоких уровнях ампутации.
Специальные протезы рук – это, по сути, приемная гильза с механизмом для установки узкоспециализированных устройств, позволяющих вести профессиональную деятельность – например, прочные захваты для инструментов или спортивных снарядов. Обычно это тяговые протезы с возможностью смены кисти.
Функциональные протезы нижних конечностей
Основное разделение между протезами нижних конечностей – включает ли изделие коленный шарнир (для ампутаций на уровне бедра) или не включает (для протезов голени и стопы).
Связано это со сложностью конструкции коленного шарнира, поскольку он выдерживает значительные нагрузки и при этом должен иметь достаточно степеней свободы для разных видов активности.
Также большое внимание уделяется конструкции приемной гильзы, поскольку в случае протеза ноги давление на нижнюю часть культи очень важно компенсировать.
Протезы голеностопа и стопы могут включать систему амортизации, подстройки под скорость ходьбы.
Современные «умные» системы, управляемые микропроцессорами, регулируют функции в режиме реального времени – например, подстраиваясь под более быстрый и широкий шаг, подъем или спуск по лестнице. Другие системы являются пассивными и требуют тренировок для выполнения различных видов деятельности.
Коленные суставы представляют собой одноосевые и многоосевые конструкции, позволяющие регулировать угол сгибания, усилие сгибания и другие характеристики.
Они также могут быть пассивными или управляемыми микропроцессором.
Современные модульные механические протезы ног представляют собой сборные конструкции из универсальных деталей, размер которых настраивается в соответствии с ростом, пропорциями и уровнем физической активности пользователя.
Также подстраиваются под определенную нагрузку коленные и голеностопные узлы.
Стопа в некоторых моделях может быть заменена с приближенной по анатомии к естественной на специальную стопу для занятий активными видами спорта. Есть стопы, предназначенные для бега, езды на лыжах, прыжков и даже плавания.