Биопротез руки своими руками

Бионические протезы: на что они способны, и когда мы станем киборгами?

Бионические протезы позволяют людям, оставшимся без ноги или руки, жить полноценной жизнью. Но по факту ими пользуются лишь 10% людей, лишившихся конечностей. Могут ли бионические протезы в будущем сделать из нас киборгов? И почему этого еще не произошло?

Как устроены бионические протезы?

Бионическим считается протез, который частично или полностью заменяет утраченный орган и выполняет его функции. Важно: к бионическим не относят косметические протезы, которые просто создают видимость руки или ноги. Например, рука, которая не двигается, а просто висит — это косметический протез. А если она может сгибаться и двигать пальцами — бионический.

Самые простые бионические протезы — механические: они сгибаются и разгибаются за счет оставшихся мышц. В более сложных используют датчики, которые реагируют на нервные импульсы и воспроизводят более сложные движения — даже мелкую моторику. Наконец, сейчас появились протезы, которые соединены с мозгом, и отвечают на его сигналы напрямую, минуя мышцы.

Но обо всем по порядку.

Эволюция бионических протезов

Первые протезы появились более 3 тыс. лет назад, в Древнем Египте. Это были деревянные пальцы, которые защищали от мозолей при ходьбе в сандалиях.

В XVI веке немецкий рыцарь Готфрид носил железную руку, чьи пальцы сгибались при нажатии кнопки на ладони. Пишут, что с ее помощью он мог даже писать пером.

В XVIII—XIX веках в Викторианской Англии носили механические устройства, которые приводились в движение с помощью рычагов и гибких тросов. Протезы становились более функциональными — у них больше подвижных суставов — и эстетичными: их форма все больше похожа на настоящие конечности. Некоторые даже украшали чеканкой или гравировкой.

В XX веке протезы делают тяговыми: чтобы согнуть или разогнуть конечность, нужно потянуть за рычаг. На смену дереву и железу приходят облегченные металлы и пластик. В итоге протезы становятся легкими — исчезает дисбаланс между травмированной частью тела и здоровой. Пластиковые модели еще и выглядели максимально реалистично, помогая обладателю справляться со стеснением при ношении протеза.

Наконец, в 1958 году впервые прозвучал термин «бионический»: его придумал военный врач Джек Стил, занимавшийся медицинскими и аэрокосмическими исследованиями. Он исследовал природные процессы и структуры, а затем использовал их для военных разработок. В том же году в СССР разработали первую микроэлектрическую руку.

Вдохновленный исследованиями Стила, американский писатель-фантаст и авиационный эксперт Мартин Кейдин выпустил в 1972 году книгу «Киборг», где впервые описал «бионических людей».

Первую бионическую руку в современном понимании этого слова сделали в 1993 году для Джона Кэмпбелла. Она приводилась в движение за счет датчиков, подсоединенных к мозгу и спрятанных под кепкой.

В 2007-м канадская Touch Bionics представила i-limb — первый широко доступный бионический протез. Эта рука весила всего 25 кг, обладала тонкими пальцами и открывала больше возможностей для мелкой моторики: от работы с мышкой до завязывания шнурков. Протез крепится на гильзе, легко закручивается и откручивается.

В 2010-м компания BeBionic представила на Международном конгрессе по протезированию и ортопедии в Лейпциге первый серийный протез. А первый широко доступный — Symbionic Leg — выпустила в 2011-м исландская Össur. В 2013 году она дополнила модель микропроцессорным управлением: теперь протез подстраивался под походку своего владельца.

Основанная в 1971 году, Össur стала одним из лидеров рынка, скупив с 2000 года 16 крупнейших производителей и стартапов. В 2019-м ее капитализация составила более $450 млн.

Следующим этапом стали протезы, управляемые при помощи мозга. В 2015 году Агентство перспективных исследовательских проектов в области обороны США (DARPA) испытала такой во время полета на авиасимуляторе F-35: им управляла парализованная женщина с помощью механических рук.

В 2018 году появились первые протезы для глаза — Argus II. Он помогает частично восстановить зрение за счет электростимуляции оставшихся клеток.

Современные протезы используют разработки робототехники, умеют имитировать индивидуальные жесты, передавать тактильные ощущения. Наконец, экзоскелеты — это переходный этап: они не заменяют утраченные органы, а дополняют, расширяя возможности человека. С их помощью люди без физподготовки могут поднимать тяжести, а парализованные — двигаться.

Сколько стоят бионические протезы (и почему так дорого)

По данным исследовательской компании Grand View Research, объём мирового рынка роботизированных протезов в 2016 году составлял $790,8 млн. Прогноз на 2025-й — до $1,75 млрд. Рынок растет вслед за развитием технологий, а также — количеством ампутаций и их спонсированием за счет НКО.

По данным американской аналитической компании Frost & Sullivan, средняя цена современных усовершенствованных протезов варьируется от $5 тыс. до $50 тыс.

Протез Bebionic стоит более $10 тыс., i-limb — от $60 тыс. до $120 тыс., бионический глаз Argus II — около $150 тыс.

В России бионическая рука обойдется от 100 тыс. до 1,5 млн руб.

Пока протезы так и не стали массовыми, а их разработки обходятся достаточно дорого, объединяя инженеров, биологов, медиков. При этом создаются протезы каждый раз индивидуально: гильза, к которой крепится бионическая рука или нога должна идеально подходить по форме и размеру. Иногда для этого приходится делать несколько моделей, а на тренировки и реабилитацию уходят недели.

В большинстве случаев протезы оплачивает страховая компания или государство — как в России. Но для этого нужно пройти много инстанций и медкомиссию, и выбор моделей будет очень узким.

Возможно, ситуацию сможет исправить 3D-печать: с ее помощью создают недорогие протезы, с учетом всех индивидуальных особенностей, и украшать на свой вкус. Кроме того, они еще и очень легкие. Такой протез стоит до $10 тыс.

Самые-самые: руки из Lego, ноги для спортсменов и супермоделей

В последние годы бионические протезы выполняют не только свою основную функцию — они стали чем-то большим: образом жизни, увлечением и даже модным аксессуаром.

Источник

Как стать киборгом в России (и сколько это стоит)

Не секрет, что бионическое протезирование — это ооочень дорого. Как в России, так и за рубежом, получить высокотехнологичный протез удается минимальному количеству потенциальных пользователей.

Так как же все-таки получить крутой протез обычному человеку? Пока наша команда разрабатывает доступный бионический протез руки, я расскажу, как уже сегодня российские инвалиды могут стать киборгами.

Сколько стоит стать киборгом

В конце прошлого года протез предплечья с биоэлектрической кистью Bebionic 3 стоил в России около 1,8 — 2 млн рублей. Протез плеча будет стоить дороже — локтевой сустав добавляет около 200-300 тысяч рублей к итоговой сумме. Нужно понимать, что стоимость протеза зависит от уровня ампутации, региона установки протеза и комплектующих (электрический ротатор запястья, например, стоит несколько сотен тысяч рублей).

Более продвинутые кисти (например Michelangelo hand и I-limb Quantum) стоят в полтора-два раза дороже.

Michelangelo hand и I-limb Quantum

Есть варианты и попроще. В 2014 году кисть Myofacil от Otto Bock стоила около 750 тысяч рублей. Учитывая, что Otto Bock ежегодно поднимает цены, предполагаю, что сейчас такой протез предплечья стоит около 1 млн рублей.

Myofacil

В стоимость протеза обычно входит работа протезиста (т.е. изготовление культеприемной гильзы), зарядное устройство, запасной аккумулятор, косметическая перчатка (из расчета одна перчатка на полгода), а также гарантийный ремонт сроком на 2 года. С протезом от Otto Bock также поставляется средство по уходу за протезом, а Bebionic 3 идет вместе с bluetooth-адаптером и CD-диском с софтом для настройки кисти.

В настоящий момент существует три способа приобрести высокотехнологичный протез:

1. Получить за счет государства.
2. Купить за свой счет.
3. Через благотворительные фонды и краудфандинг.

Два последних варианта я сейчас рассматривать не буду. Потому что даже если у вас есть пара-тройка свободных миллионов рублей или если вдруг вам купит протез какой-нибудь фонд или благотворитель — это в перспективе не решит проблему. Через 2 года на протез закончится гарантия, а при активном использовании протез обязательно будет ломаться.

Кстати, именно поэтому мы в Моторике запустили ремонт протезов рук и готовы максимально продлевать срок службы искусственных конечностей. Но через несколько лет протез все равно придется менять. Поэтому если у вас не многомиллионная зарплата, всерьез стоит рассматривать только протезирование за счет Фонда социального страхования.

Важный момент. К сожалению, я лично сталкивался с людьми, которые получали бионические протезы и не использовали их. Bebionic3, полученный от государства за 2 млн рублей, может лежать на пыльной полке. Почему? Потому что многие инвалиды привыкают обходиться без протеза и им он больше мешает, чем помогает. Или, например, человек получил протез кисти, но ему лень учиться или управление протезом показалось слишком сложным. Пожалуйста, не делайте так. Бюджет Фонда соцстрахования не бесконечен, а протез, который вы получили бесплатно и в итоге не стали использовать, мог бы действительно улучшить чью-либо жизнь.

Киборгизация за счет государства

Согласно законодательству, все граждане РФ с инвалидностью имеют право на получение технического средства реабилитации (ТСР) за счет государства. Именно для таких вещей мы все с вами платим налоги и взносы, несем коллективную ответственность и можем получать коллективную поддержку в случае необходимости. Протез за бюджетные деньги можно получить двумя путями:

1. Приобрести ТСР самостоятельно и после получить компенсацию за протез от государства.

Основная проблема этого варианта в том, что в некоторых регионах инвалидам компенсируют не всю сумму, затраченную на протез. Размер компенсации зависит от суммы последнего реализованного конкурса. А в таких конкурсах побеждает протез, который стоит меньше всего. Часто в победители выходит какой-нибудь разработанный в 70-х протез, который пользователь в итоге даже не носит. Из-за этого, например, в Воронежской области компенсация за приобретенный бионический протез кисти составляет около 150 тысяч руб.

2. Получить протез через государственные закупки
Процедура получения хорошего протеза за госсчет — это, как правило, долгая и сложная процедура и далеко не все инвалиды получают именно то ТСР, которое они хотят. Успех этого мероприятия сильно зависит от благосостояния региона — в Москве и Петербурге получить бионику намного проще, чем в провинции.

Основные этапы (на примере получения бионической руки):

МСЭ — это своеобразный консилиум врачей, который устанавливает группу инвалидности и определяет, какие реабилитационные мероприятия необходимы инвалиду для восстановления утраченных функций (как с медицинской, так и с социальной точки зрения).

Именно МСЭ определяет, положен ли человеку бионический протез или он обойдется крюками или вовсе — косметическим протезом:

тяговый протез плеча

косметический протез предплечья

Чем МСЭ руководствуется при назначении того или иного протеза? Диагнозом и «перспективностью» инвалида. То есть если ты — молод и амбициозен, а бионический протез позволит тебе вести активную социальную жизнь (например, устроиться на работу) — твои шансы получить бионику будут выше, чем у старика-затворника. Кроме того, существует перечень противопоказаний для протезирования, например психические расстройства в стадии обострения и т.п. Прямым противопоказанием для получения бионики является слабая активность мышц, ответственных за управление протезом.

Допустим все прошло хорошо, на МСЭ инвалиду пошли на встречу и он получил индивидуальную программу реабилитации с пометкой «Протез предплечья с внешним источником энергии». Теперь государство обязано обеспечить его биоэлектрическим протезом.

2. Инвалид пишет заявление в местный Фонд социального страхования, где ему в течение двух недель (по закону) выдается направление на протезирование. По идее, ФСС размещает заявку на протезирование на аукцион, в котором участвуют различные протезные предприятия и инвалид будет протезироваться в той компании, которая предложит минимальную цену за изготовление искомого протеза.

3. PROFIT. Довольный инвалид получает крутой протез и живет припеваючи. Через 3 года бионический протез можно будет поменять, опять же за счет ФСС.

Но вернемся в реальность. Получение протеза может затянуться на годы или вовсе не увенчаться успехом. На каждом из этих этапов можно надолго застрять.

Дело в том, что в России сложилась система, при которой эффективность работы Фонда социального страхования оценивается количеством выданных ТСР. А что выгоднее: выдать одному инвалиду бионическую кисть за миллион, или за те же деньги выдать протезы-крюки 30 инвалидам? То-то. Поэтому государство стремится выдать как можно больше дешевых ТСР, как можно большему количеству инвалидов. И это в какой-то степени оправдано, ведь по статистике протезами рук в России обеспечена только треть всех нуждающихся.

Именно поэтому одно из основных направлений работы «Моторики» — это сотрудничество с государственными органами и протезными предприятиями. Мы активно ездим по стране и во многих регионах находим поддержку неравнодушных чиновников и протезистов, которые действительно хотят поменять устаревшую систему. У нас получилось за короткий срок сертифицировать и начать массово изготавливать тяговые протезы рук «Киби». В некоторых регионах, например, в Архангельске, Новосибирске и Новокузнецке, наши протезы уже можно получить прямо в местных протезных предприятиях.

Конечно, нельзя в одночасье изменить систему и людей в ней. В каком-нибудь провинциальном городе условная Антонина Ивановна из МСЭ никогда сама не видела назначаемые ею протезы. Она привыкла всегда назначать косметические протезы, не понимая, что такой протез практически бесполезен в быту. Или ее коллега, условный Валентин Петрович, который ничего толком не понимает в протезах и сам спрашивает у инвалида, какой протез ему вписать, и ворчит на шумных мамашу с ребенком и вообще — у него обед.

Для иллюстрации ада, через который порой приходится проходить российским инвалидам, хорошо подходит история Светланы Чураковой из Архангельска. У нее получение одной из самых топовых бионических рук заняло два года. Один год ушел на разбирательство с МСЭ — ей долго отказывались назначить бионику. Дошло даже до того, что ее вызвали на федеральную экспертизу в Москву, где заставили показательно мыть посуду, чтобы выяснить, насколько хорошо она справляется со старым тяговым протезом. Мол, может новый ей и не нужен вовсе? Еще около года ушло на переписки с ФСС и активное отстаивание своих прав. Но, во многом благодаря активной поддержке Архангельского протезного-предприятия, у нее все получилось и теперь Света превратилась в настоящую бионическую принцессу:

Повторюсь, что в некоторых регионах нашей страны система более благосклонна к людям с инвалидностью и получить качественный протез там вполне реально. Пользуясь случаем, хочу поблагодарить всех работников отрасли, приветствующих перемены (таких людей много), и помогающих инвалидам получить действительно полезные, современные средства реабилитации.

Ok. А за рубежом лучше?

Нет, не лучше. Получить бионический протез бесплатно совсем не просто и в Европе, и в США.

По словам Джейсона Барнса, американского барабанщика-киборга и пользователя Bebionic3, получить бионический протез в США «нереально тяжело», а конечная стоимость протеза со страховкой может достигать $100,000

Jason Barnes

А вот что мне рассказал англичанин Найджел Экланд, которого вы можете знать по официальным роликам Bebionic:

Стоимость Bebionic 3 в Англии составляет около £15,000. Еще £6,000 — £10,000 стоит изготовление культеприемной гильзы.

Получить Bebionic в Англии — это трудная задача. Национальная служба здравоохранения обеспечивает бионикой по 10-15 человек в год. Почти все, кого я знаю, пытаются собрать деньги на протез самостоятельно, к тому же им приходится собирать деньги на гарантийное обслуживание или страховку от поломок.

Я возлагаю большие надежды на 3D-печать — это единственный способ «приструнить» жадные корпорации. Печать протезов на 3D-принтерах позволит многим людям иметь хорошие протезы. Думаю, это неправильно, когда крупные компании получают выгоду на неудачах людей.

Nigel Ackland

На этой оптимистической ноте я в очередной раз напомню, что будущее наступает и наша команда уже сегодня делает все для появления доступных высокотехнологичных протезов в России. Биоэлектрическая кисть «Страдивари» уже на подходе. Следите за новостями!

Если вам по закону положен протез, но вы не можете его получить из-за бюрократических проволочек, напишите нам и мы приложим все силы, чтобы вам помочь.

Источник