Самодельный протез для товарища (19 фото)
Фотоотчет о том, как небольшая группа друзей изготовила самодельный легкий протез для своего товарища. Такому результату могут позавидовать даже профессионалы.
В результате жизненных неурядиц и некомпетентности отечественной медицины один наш знакомый стал инвалидом,
а именно остался без руки.
Так как «нормальный протез» можно присматривать через 1.5-2 месяца после операции,
а работа нашего товарища тесно связана с появлением на людях,
было принято решение помочь товарищу и изготовить для него временный суперлёгкий протез.
В качестве основы был выбран листстроительного пенопласта который был распилин на 2 части
и склеен монтажной пеной, подгоняем болванку
вот такой кусок ушел на руку
самая затратная часть — это кисть от манекена- 300р (Б.У.)
был найден алюминиевый болт 15 см для того чтобы савокупить «руку» и кисть
Пришлось немного обточить, чтоб влезало и затягивалось.
Так как крепеж от кисти не совсем подходил к нашему болту
при помощи широких резинок делаем гибкий локтевой сустав
скотч для прочности
из налокотников роллерской защиты и пары болтов делаем подвижный и мягкий наплечный крепеж,
чтобы не давил и не натирал
развальцовываем чтоб не раскрутилось и у нашего друга где нибудь в
бизнесс центре или на работе не отвалилась рука
для лучшего соприкосновения с одеждой мы натянули на протез толстое медицинское чулочное изделие
клиент доволен!))
итого: затраты 300р на кисть.
Источник
Протез своими руками. Механическая рука из 3d принтера.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Это трогательная и поучительная история. Как много человек может обрести настоящее счастье! Посмотрите это видео до конца, посмотрите на этих счастливых детей. А ведь скольким сможем помочь мы с вами, обладая подобными технологиями! Как обычно, для любителей почитать публикуем даже не статью, а скорее историю о потрясающей технологии, меняющей нас с вами: Когда я отрезал себе пальцы — это было в среду, во второй половине дня — я поехал в больницу. Именно там, пока я сидел в кабинете неотложной помощи, я решил сделать себе новые пальцы. Вначале я обращался ко многим людям за помощью, но все они отказывались, даже не обсудив идею как следует. Они говорили мне, что это невозможно Однако, чем больше людей старались убедить меня в том, что это невозможно, тем крепче становилась моя уверенность в обратном. Я начал собирать и изучать информацию в интернет, в частности о всевозможных протезных решениях. Ни одно из них не давало мне возможности вернуться к моему ремеслу. Они не были нацелены на восстановление работоспособности человека. — Впервые о протезных руках и пальцах я начал задумываться когда мне было 12-13 лет. На уроках труда приводные инструменты приводили меня в ужас. — Иван сыграл во всем этом всем важную роль. Его идеи сильно помогли проекту. — У меня есть опыт работы с механическими деталями, в основном я занимался конструированием механических креплений. Однажды я сделал гигантские марионеточные руки. Ричард связался со мной после того, как увидел видео с одним из таких экземпляров механической руки, и предложил мне сотрудничество. Мы стали экспериментировать с трехмерной печатью, и использовать принтеры от Makerbot. — Мы раздобыли принтеры, и затем Иван вернулся в Америку. Я рисовал чертежи, сканировал их, отправлял Ивану по электронной почте. Он делал свои пометки, и отправлял файл назад, затем я распечатывал, и говорил: нет, так не пойдет, и опять начинал менять то и се, и так по кругу. — Makerbot replicator 2 очень сильно повлиял на процесс разработки. Он позволил сильно увеличил скорость, с которой мы могли создавать прототипы и испытывать новые идеи. Он дал нам возможность покрутить в руках физическое воплощение одной и той же модели, несмотря на то, что мы находились на расстоянии в десять тысячи миль. — Изначально, проект не был нацелен на помощь другим людям, и единственной целью было помочь мне. Но с течением времени, наблюдая за тем, как один прототип сменяет другой, я понял, что этот проект может помочь также и многим другим людям. -Лиам родился без пальцев. До него у нас было два полностью здоровых ребенка, так что для нас это было большим шоком. — Мать Лиама послала нам сообщение через Facebook. Дело в том, что мы выложили некоторую информацию на страницу в Facebook. Итак, она вышла с нами на контакт, послав небольшое сообщение, затем мы с ней побеседовали, и она сказала, что готова абсолютно на все ради шанса облегчить жизнь Лиама. На то время я еще даже не задумывался о возможности сделать полный протез кисти. О синдроме амниотических перетяжек. я впервые о таком слышал, я никогда с таким не сталкивался. Я оценил ситуацию, и мы решили сделать полный протез кисти. — Раньше я и не подозревала, что такое возможно. И когда я впервые увидела, как он что-то поднимает, и держит это в своей правой руке. это было поразительно! — Положи мяч, и снова подними его. Теперь подними. Вот так. Умница! — Протез кисти, который мы разработали для детей и взрослых с синдромом амниотических перетяжек, работает благодаря движению запястья. Чаще всего у таких людей пальцы отсутствуют, включая большой палец. У них есть только ладонь. Итак, протез крепится к руке с помощью специальной накладки. К той же накладке крепятся тросики. Когда кисть сгибается, механические пальцы сжимаются, и наоборот: когда кисть разгибается, пальцы разжимаются. Все, кроме трех вещей, сделано на трехмерном принтере Makebot. Все пальцы и суставы, кончики пальцев, большой палец, кистевой шарнир — все это печатается. Все, что остается — это тросики, металлические детали (все они сделаны из нержавеющей стали) и термопластическая пластмасса. Насчет последнего — вы просто вырезаете кусок нужного Вам размера, кладете его в горячую воду, он становится полупрозрачным, затем Вы вынимаете его, и он легко принимает форму руки. Однажды мне позвонила одна из матерей — как раз в то время, когда я занимался столярной работой — она сказала мне, что узнала о нас по телевидению SABC. — Я увидела там информацию, переписала телефонный номер, и позвонила Ричарду. — Мы сделали чертежи, и установили протез. Затем мне пришлось прибегнуть к помощи оккупационального терапевта. Дело в том, что у мальчика были большие проблемы с маневрированием протезом. Ему показали специальные упражнения, и уже ко времени его ухода он уже мог поднимать больше, чем раньше. — Ему очень нравиться носить этот протез. Если бы он мог — он бы и спал с ним. Благодаря ему он чувствует себя . особенным. — Когда ребенок подрастает, используя Makerbot, мы просто увеличиваем модель в размере и печатаем ее заново. При этом металлические детали берутся из старого протеза и вставляются в новый. Поэтому желательно, чтобы устаревшие протезы нам возвращали, чтобы мы могли их приспособить для кого-нибудь другого. — Когда я осознала, что он сможет жить как обычные дети, с обеими руками, на мои глаза навернулись слезы. Он сможет играть с мячом, играть в крикет, регби, кататься на велосипеде, держать стакан обеими руками. в общем, делать все то же, что и обычные дети. А когда я увидела радость в его глазах. я была просто счастлива. — Мне нравится эта рука, она потрясающая, и с ее помощью я могу делать практически все что угодно. — Если во время изготовления одного из этих протезов, вы ошиблись, сломали что-либо, или просверлили деталь не в том месте — ничего страшного: просто запускаете принтер, и заново печатаете новый комплект деталей. — Этот трехмерный принтер сильно упрощает для Ричарда и Robohand задачу создания протезов. — Наличие принтера Makerbot, и возможность обмениваться файлами по интернет, позволили нам сократить время на разработку прототипа с недели до двадцати минут. Невероятно быстро. — Для того, кто впервые пользуется таким протезом, он отлично справляется, и очевидно, что ему доставляет удовольствие экспериментировать с новыми возможностями своей руки. — Со мной связался отец Дилана, и сказал, что он — друг отца Лиама. Он сказал, что наблюдал за всем этим, и хотел бы дать и своему сыну шанс на нормальную жизнь, так что не мог бы я помочь и ему тоже? — Мы — одни из первых людей, которым выпало испробовать это новое приспособление. По результатам я вижу, что мой сын действительно счастлив, и потому я тоже счастлив. — Если у кого-либо есть ребенок с синдромом амниотических перетяжек, и он хочет сделать ему такую руку, мы считаем, что это вполне возможно. На сайте Thingiverse мы выложили все необходимые файлы. Все, что нужно сделать — это получить доступ к трехмерному принтеру, напечатать детали и собрать все это вместе. Мы рекомендуем обратиться к оккупациональному терапевту за помощью с пластиковыми рукавом и перчаткой. Однако, если вы решились сделать все своими силами, от начала до конца, это также возможно. — Я очень рад, что теперь у меня есть рука Robohand. Мне не терпится попробовать играть в крикет и гольф, и даже поплавать в ней. Во вторник мы будем играть в крикет, и теперь я смогу ловить мяч моей правой рукой. — Когда я вижу, как лицо Дилана озаряется радостью, мое сердце замирает от счастья. В такие моменты я чувствую и гордость, и печаль. весь спектр эмоций одновременно. Это изумительно! — Возможно, Robohand и стал и неожиданностью для мира трехмерной печати, однако, если Вы серьезно зададитесь вопросом что может нам дать возможность самостоятельно печатать механические части, Вы поймете, что замещение утерянных пальцев — всего лишь одно из огромного множества применений. Технология трехмерной печати дает невероятно широкие возможности. — Я всегда буду благодарна Ричарду, Makerbot и Robohand за шанс на нормальную жизнь и за все, что они для нас сделали. — Я просто не могу выразить словами своих чувств. Что все еще есть люди, помогающие другим. И да, я просто ошеломлена возможностями этого принтера. — Я могу поднимать вещи. — Раньше я не мог себе и представить, каково это будет — иметь такую руку. — Я могу кинуть мяч. — Мои друзья говорят, что это круто. — Я люблю мою руку Robohand. Благодарим за просмотр! Будем рады обсуждениям в комментариях Технологии растут потрясающими темпами. Недавно мы публиковали ролик об изобретении для доставки лекарственного средства непосредственно в определенное место организма. Что будет дальше — даже сложно загадывать.Источник
Протезы рук. Краткий осмотр ситуации с ними на текущий момент
Протезы в искусстве фигурируют ну очень часто, и в большинстве своём они могут вводить в заблуждение о том, что уже вот прямо сейчас протезы куда лучше наших с вами биологических рук, однако, это лишь заблуждение. Однако, при хоть сколько то серьёзном ознакомлении можно столкнуться с фактом того, что текущие протезы далеки от настоящей замены рук, а по факту являются лишь инструментом. Они не служат настоящей заменой рукам, и в этой статье я расскажу что они всё-таки могут, какие протезы есть сейчас на рынке, и какие сложности возникают на поприще этих технологических разработок.
Есть несколько видов протезов, под разные типы ампутаций руки. Для начала, разберёмся с видами ампутации.
Под разные типы ампутаций, понятное дело, нужны разные протезы. Проще всего заменить потерю пальцев, а вот с ампутацией выше предплечья начинаются серьёзные проблемы, о которых я расскажу ниже. Стоит уточнить, что поводом для установки протеза могут быть и различные врождённые мутации, приводящие к деформации какой-либо части руки.
Теперь, стоит сказать какие типы протезов бывают, сейчас есть три основных типа:
Биоэлектрические, основанные на работе миоэлектрических датчиков, являются самыми передовыми
Сразу покончим с косметическими, так как с ними всё проще всего. Вся их суть исходит из названия, они просто делают ампутацию менее заметной, и никакого более функционала они не несут. Да, вы можете что-то поддержать, или в этом роде, но на какой либо адекватный функционал ( в сравнении с прочими ) они не претендуют.
Следующей ступенью являются тяговые протезы, вот тут мы остановимся поподробнее. История тяговых протезов крайне длительная. Первыми наработками можно считать стальную руку немца Götz von Berlichingen ( как бы это не произносилось ). Она имела ограниченный функционал, но позволяла держать предметы, и даже, возможно, писать пером. Управление осуществлялось при помощи кнопки на тыльной части ладони.
Потом, с началом промышленной революции начало происходить много всякого, и протезы начали совершенствоваться, постепенно приходя к текущим наработкам.
Тяговые ( или механические ) протезы представляют собой каркас с множеством тросиков ( тяг ). Суть их работы проста. Специальные тросики фиксируются на определённые участки оставшейся конечности. При помощи услиия, тросики могут натягиваться, что приводит к сгибанию ( или какому-то ещё ) движению протеза. Эти протезы подходят при любом типе ампутаций, даже при полной утрате руки.
Механический протез предплечья Механический протез кисти
В связи с спецификой миоэлектрических датчиков, тяговые протезы куда лучше подходят при ампутации плеча, нежели биоэлектрические. Про эту специфику я расскажу ниже, сейчас же просто запомните этот факт. В данном случае, специальный ремень может крепиться на здоровое плечо другой руки, что и даёт возможность управления протезом.
Как видно на фотографии выше, протез состоит не только из каркаса, гильзы и кисти, но и ещё имеет трос. Он крепится на здоровое плечо, за счёт чего и выполняется управление протезом, а конкретнее сгиб и разгиб кисти. Управление в области локтя может осуществляться за счёт здоровой руки, либо вскидыванием протеза туловищем.
Кстати, механические протезы очень хорошо подходят детям, ведь постоянные нагрузки при управлении подготавливают к возможному переходу на миоэлектронику. Если подбить итоги, то основными преимуществами тяговых протезов являются:
Отсутствие электроники, что снижает стоимость и увеличивает стойкость к повреждениям
Возможность установки при ампутации плеча
Куда меньшая масса протеза, в сравнении с биоэлектрическими
Однако, прогресс не остановился на этом. Дело в том, что тяговые протезы имеют лишь один строгий тип хвата, поэтому, можно сказать, что тяговые протезы предназначены для какой-то узкой функции, что не всегда полезно в быту. Тут на смену им выходят биоэлектричекие протезы
Принцип их работы, и само устройство протезов куда сложнее. Начнём с управления протезом. Вы надеваете специальную подкладку, потом надеваете саму гильзу с протезом. И вот, что дальше? Как оно работает? Чтобы ответить на этот вопрос нужно немного отойти в сторону биологии.
Работа биоэлектрических протезов основана на считывании электрического потенциала остаточных мышц. Если вы ничего не поняли, то это нормально, нужно иметь базовое представление о работе мышц в теле, что я вам сейчас и предоставлю. Всё начинается с мозга. Вы принимаете решение, что вам нужно пошевелить рукой. Импульс идёт из мозга в спинной мозг, где далее расходится попадает в нервы связанные с мышечным волокном. Происходит усиление сигнала, после чего по ответвлениям нерва, аксонам, если говорить строго, сигнал расходиться на определённые группы мышечного волокна. С одного нерва может быть задействовано несколько мышечных клеток. В здоровой руке, сигнал успешно доходит до, скажем, ладони и вы её сжимаете, но если рука ампутирована ниже локтя то сигнал уходит «в никуда», проще говоря рассеивается. Если мы установим специальные датчики, которые смогут зарегистрировать сигнал до того как он рассеется, то мы сможем как-то его использовать. Функцию считывания выполняют миоэлектрические датчики, сейчас их даже не нужно вживлять в руку, достаточно надеть протез поверх культи.
С биологическими основами покончено, перейдём к технике. После того, как сигнал был зарегистрирован, он попадает в процессор, где происходит его обработка. После этого, в действие приводятся сервоприводы, и протез делает какое-то движение. Что такое сервоприводы? Если вкратце, то это определённые двигательные установки небольших размеров. Они способны принимать сигнал, сравнивать его с данными заложенными в программу, и выполнять какое-либо движение, меняя, например, угол положения двигающейся части. В принципе, этого достаточно чтобы понимать что из себя представляют биоэлектрические протезы.
А вот так они примерно и выглядят
В чём же преимущество этих протезов над механическими? Дело в электронике. Благодаря тому, что мы можем программировать движение сервоприводов, мы можем задать множество разных типов хватов для протеза. Тяговые способы, скажем, лишь сжать и разжать руку, когда миоэлектрические протезы способны жестикулировать, вращать запьястье, и т.д и т.п. В среднем, многохватовые протезы имею диапазон хватов от 18 до 22. Казалось бы «Вау, неверотяно, почти как настоящая рука, почему бы всем их не использовать?» но, всё не так просто. Видите ли, эти хваты нужно переключать, вы не можете мысленно захотеть показать рокерскую козу и протез сделает это, нет, всё не так. Вся работа протеза завязана на двух датчиках на руке, или, при ампутации выше предплечья, на груди. Связи с мозгом и мысленными процессами они не имеют. Переключаться можно, например, при помощи дисплея или кнопки на протезе, с помощью приложения на телефоне, но если у вас нету двух рук, то переключение становится несколько сложнее, нужно делать какие-то сложные телодвижения, и представьте, что вам нужно сделать 15 движений, которые не факт что переключат на следующий режим с первого раза. Так-же, как и в случае с механическим протезом, нужно постоянно напрягать какую-то часть мышц для выполнения хвата, что при длительном использовании может утомлять. Понятное дело, вы не имеете возможности управлять каждым пальцем отдельно, вы способны делать лишь те движения, которые заложили программисты в код сервоприводов ( стоит оговориться, некоторые компании предлагают добавить свой кастомный хват ). Но, хоть это и единичный случай, умолчать я его не могу. Есть один прототип протеза который позволяет управлять каждым пальцем отдельно. Он работает на принципе ультразвукового сканирования мышц, однако это лишь единичный прототип.
И так, что это за сложности для людей с ампутацией выше предплечья? Думаю, некоторые уже поняли что считывать сигнал там просто не с чего. Рука полностью отсутствует, и банально негде расположить датчики, но даже тут хитрые инженеры нашли лазейку. Расскажу про два случая. Первый, это разработка компании Ottobock под названием DynamicArm. Его гильза одевается туда, где должно быть быть плечо, и там же считывает сигнал для управления. Но если при ампутации ниже локтя локоть, понятное дело, остаётся, что упрощает жизнь при необходимости повернуть руку, то при его отсутствии нужно искать обходные пути. Я сам не до конца понял как эта вундерфаля работает, на сайте производителя информация подана как-то невнятно, и без подробностей, но сумею предположить, что сгибание локтя — один из вариантов хвата, ну и так-же локоть автоматически распрямляется при нагрузке.
Вот сам DynamicArm
Второй случай — это разработки университета им.Джонса Хоппкинса. Они создали протезы для человека по имени Leslie Baugh. У него отсутствуют обе руки, причём ампутация выше предплечья, но, изобретательные учёные факультета прикладной физики нашли способ решения этой проблемы, они просто расположили датчики на груди. Сами протезы крайне подвижны, имеют широкий диапазон движений, но, ограничены в скорости и удобстве управления, так как достаточно сложно управлять руками при помощи груди.
Как видите, несмотря на всю технологичность текущих протезов, нам всё ещё есть куда расти. Сейчас люди без руки, или сразу с парной ампутацией могут реабилитироваться и повысить диапазон возможных действий за счёт протезов. Сложность в их ограниченности. Действия связанные с мелкой моторикой занимают куда больше времени, бионические протезы, не смотря на более широкий функционал, значительно более хрупкие и дорогие в сравнении с механическими, и потому плохо подходят для физических нагрузок, или работе в хоть сколько то экстремальными условиями ( да даже в грязи ). Сейчас, чем больше различных типов протезов есть у человека, тем больше возможных действий он может выполнять. К примеру, есть кисти для игры на барабанах, перетягиванию тяжестей и многое, многое другое.
Казалось бы, протезы с кистью должны быть самыми удобными, но многие пользуются крюками, поскольку они, при должной сноровке могут показаться кому-либо более удобными.
И вот, пора задаться вопросом: как улучшить уже имеющиеся результаты? Есть два основных пути развития: 1) Нейропротезирование. 2) Нейросети и увеличение количества миоэлектрических датчиков.
Нейропротезирование, ну и нейротехнологии в принципе являются крайне обширной темой сами по себе, потому тут особо углубляться в это не будем. Если вкратце, теоретически ничто не мешает нам задействовать наш собственный мозг и нервную систему для управления протезом. Мы можем подключить электронику к нервам, и управлять протезом «как своей собственной рукой», однако тут есть ряд проблем, которые пока находятся в процессе решения, к примеру реакция отторжения, огромное количество нервных окончаний которые необходимо соединить с электроникой.
Нейросети же способны облегчить переключение между разными хватами. Если их натренировать, то они смогут по особым признакам в движении остаточных мышц определять то, что именно хочет носитель. Больше не нужно будет долго и утомительно переключаться туда-сюда, нейросеть всё сделает за пользователя. Однако, и тут всё не так радостно, так как это ещё в разработке. Относительно недавно появились протезы с восемью датчиками, что при должной тренировке носителя облегчает переключение между разными типами хвата, делая его более автоматическим.
Что ещё плохого есть в протезах? Много чего. Отсутствие тактильных ощущений, проблема в ограниченности сервоприводов, хрупкость, низкие возможности к поднятию грузов, цена, питание. Давайте по порядку.
Тактильные ощущения невозможны без подключения к прямо воздействия на нервную систему. Тут и добавить нечего.
Ограниченность сервоприводов сильно ощущается при сравнении с мышцами. Наши мышцы прочные и быстрые в скорости своих действий, плюс точные. Сервоприводы же относительно медленные, шумные и порою хрупкие. Эту проблему можно решить технологией штучных мышц, однако, тут пока лишь прототипы да наработки, думаю ещё расскажу про это позже, тема интересная.
Хрупкость вытекает из большого количества электроники в протезе. Всё это требует нежного и аккуратного обращения, иначе может сломаться. Потому то и нет возможности таскать что-то тяжелее килограммов 5-6, плюс необходима защита от пыли, грязи и воды, с чем помогают силиконовые накладки, но они портят всю крутость внешнего вида, но всё-таки вы бы не хотели чтобы такая штука сломалась ввиду её цены.
Цена. Если вы вдруг потеряли руку, готовьтесь выложить минимум 20 тысяч долларов за установку и изготовление протеза. Порою цены куда выше, они могут доходить до 100 тысяч долларов за протез. Сейчас пытаются удешевить их благодаря 3D печати, но поскольку на рынке всего несколько игроков, и по причине низкого спроса и круговорота таких товаров цена вряд-ли упадёт в ближайшее время.
Питание. Сейчас биоэлектрические протезы питаются благодаря внешним источникам питания. Просто зарядил батарейку, вставил в руку, и пошёл радоваться жизни, но всего в течении суток активного использования. На данных этапах это ещё терпимо, можно заряжать всё во время сна, но в будущем, при достаточно развитых технологиях нейропротезов, всё будет очень плохо. Мы не умеем нормально хранить электроэнергию, потому это может вызвать серьёзные трудности.
Как видите, современные протезы далеки от тех крутых штук которые нам показывают в медиа. Вне сомнений, мы достигли много, ведь мы можем немного помочь утратившим возможность полноценного функционирования людям, однако, учёным и инженерам предстоит ещё очень много работы. Прогресс не стоит на месте, и вполне вероятно что даже в обозримом будущем технологии достигнут уровня, позволяющего полностью заменить утраченную конечность, но увы, пока это лишь наработки да концепты.
Источник