Новый искусственный сустав вернёт пациентам с протезами рук двигательную активность запястья

Человек с искусственным запястьем и рукой тестирует новую разработку.

Фото Biomechatronics and Neurorehabilitation Laboratory, Chalmers.

Имплантаты помещаются в каждую из двух костей предплечья √ локтевую и лучевую. Искусственный сустав, выполняющий роль запястья, выступает в качестве переходника между этими двумя имплантатами и протезом руки.

Фото Biomechatronics and Neurorehabilitation Laboratory/Chalmers University of Technology.

Искусственный сустав поможет пациентам выполнять вращательные движения в запястье.

Фото Biomechatronics and Neurorehabilitation Laboratory/Chalmers University of Technology.

Исследователи разработали искусственный сустав, способный соединяться непосредственно с костями в предплечье пациента. В результате человек получает возможность совершать рукой вращательные движения, как у настоящего запястья.

Подобная разработка поможет значительно улучшить качество жизни пациентов, которым станет проще выполнять такие простые и повседневные задачи как, например, открывание двери за поворачивающуюся ручку.

Большинство людей воспринимают способность вращать руку в запястье как нечто само собой разумеющееся. При этом нам было бы сложно поворачивать ручку двери, ключи от автомобиля и даже переворачивать лист бумаги, если бы природа не придумала то сочленение костей, которое мы имеем в своём арсенале.

По мнению международной команды исследователей, создавшей новый синтетический сустав, имеющиеся на рынке протезы предплечья не позволяют людям вернуть способность к вращательным движениям в запястье.

Некоторые протезы позволяют совершать вращения в запястье. Контролируются такие движения электрическими сигналами, посылаемыми от оставшихся в предплечье мышц пациента.

Тем не менее и эти протезы имеют существенный недостаток: пользователь не может одновременно контролировать движение "запястьем" и искусственную кисть.

Недавно же разработанный сустав предлагает другое решение, помогающее осуществлять движения, как у настоящего запястья. Он связан с оставшимися костями в предплечье пациента (локтевой и лучевой).

Сначала имплантаты внедряют в кости предплечья, а затем крепят к новому суставу, который соединяют с протезом руки. Как отмечают разработчики, искусственный сустав выступает в качестве "переходника" между двумя имплантатами и протезом руки.

Искусственный сустав поможет пациентам выполнять вращательные движения в запястье.
Искусственный сустав поможет пациентам выполнять вращательные движения в запястье.
Фото Biomechatronics and Neurorehabilitation Laboratory/Chalmers University of Technology.

Такая конструкция позволяет пользователю двигать "запястьем" и прикреплённой рукой, вращая локтевой костью относительно лучевой. Именно такое движение реализуется человеком в случае естественного запястья.

Напомним, что сочленения локтевой и лучевой костей обеспечивают вращение этих костей относительно друг друга. Движения, которые при этом осуществляются, называются пронацией (вращение предплечья внутрь, ладонь поворачивается вниз) и супинацией (вращение предплечья наружу, ладонь поворачивается вверх).

"В зависимости от степени ампутации человек всё ещё может сохранять большинство биологических "приводов "и чувствительных элементов, необходимых для вращения запястья, — комментирует разработку ведущий автор исследования Макс Ортис Каталан (Max Ortiz Catalan) из Чалмерского технологического института в Швеции. – Они позволяют почувствовать, например, когда вы поворачиваете ключ, чтобы завести машину. Вы не заглядываете за руль, чтобы увидеть, сколько ещё поворачивать, вы просто чувствуете это".

Как показали испытания, люди, использовавшие новую систему, достигали более высоких результатов в тестах на ловкость, по сравнению с пациентами, применявшими традиционные протезы.

"Наше устройство предлагает гораздо более естественный диапазон движений, сводя к минимуму необходимость компенсаторных движений плеча или туловища. Всё это может значительно улучшить повседневную жизнь многих пациентов с ампутированными предплечьями", — заключает соавтор новой работы Ирен Бони (Irene Boni) из Школы передовых исследований имени Святой Анны в Италии.

Статья с подробным описанием нового сустава была опубликована в издании IEEE Transactions on Neural Systems & Rehabilitation Engineering.

Ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали об электронных протезах, которых научили "чувствовать" боль, и "видящей" бионической руке, способной самостоятельно определять силу сжатия.