Cea mai inteligentă proteză din lume? Interviu cu profesorul Said Zahedi
O privire din interiorul profesorului Saeed Sahdi OBE FREng RDI FIMechE PhD
Directorul tehnic al Blatchford
Ce probleme întâmpină astăzi utilizatorii protezelor membrelor inferioare și de ce a creat Blatchford o proteză intelectuală?
Principalele probleme asociate cu amputarea extremităților inferioare sunt siguranța și durerea. Lipsa feedback-ului conduce la creșterea riscului de cădere, necesitatea mișcărilor compensatorii datorate instabilității cauzează dureri de spate și disconfort în zona picioarelor membrelor. Toate acestea conduc la incertitudine și incapacitatea de a trăi o viață întreagă.
Timp de 40 de ani am aplicat cele mai recente realizări tehnologice și tehnologice pentru a realiza funcțiile articulației genunchiului și a gleznei / piciorului într-o proteză modulară. Am fost primii care au folosit materiale compozite pentru componentele protetice mai ușoare pentru a utiliza mai multe axe glezna pentru a reduce efortul fizic de mers pe jos, și a dezvoltat primul microprocesor pentru a controla ritmul de mers pe jos de genunchi. Am realizat progrese semnificative creând mai întâi gleznele piciorului hidraulic care se pot adapta la diferite suprafețe inegale, oferind un răspuns excelent între proteză și ciocan.
Am realizat ceea ce știința care stă la baza mișcării, ne-a permis să simuleze relația naturală dintre glezna si genunchi, și pentru a determina modul în care este necesar să se coordoneze proteza, astfel încât acestea să lucreze împreună. Acest lucru a făcut posibilă asigurarea unei mai mari stabilități și siguranță, un confort sporit datorită distribuției sarcinii și costurilor reduse ale energiei, de exemplu, în timpul mersului rapid, mersul pe o rampă, în picioare pe o pantă sau în picioare pe o pantă. Pacienții noștri au reușit să distribuie sarcina pe ambele membre mai uniform, să reducă numărul mișcărilor compensatorii necesare și să reducă sarcina asupra sistemului musculo-scheletic.
Următorul pas logic a fost dezvoltarea unei proteze complexe, în care genunchiul și glezna ar putea funcționa armonios și ar putea continua să lucreze în orice situație în care ar putea fi utilizatorul protezei. Astfel sa născut Linx.
Proteze Linx au 4 procesoare centrale, 7 senzori. să primească și să proceseze informații despre utilizator, acțiunile sale, mediul și terenul.
Cum funcționează o proteză artificială? Cum se adaptează automat sistemul la diferite condiții?
O nouă generație de protezare inteligente este un sistem integrat care combină glezna, picior și un genunchi sunt integrate într-un singur dispozitiv, care, la rândul său, deține o serie de senzori, elemente de acționare hidraulice și pneumatice asociate cu arcuri compozite și pneumatice. Aceste arcuri sunt colectate energie umană naturală și returnați-l proteza sub controlul a patru microprocesoare.
Componentele sistemului Linx sunt conectate prin intermediul a 3 canale de informații pentru transmiterea datelor. care lucrează simultan în timp real și sunt capabile să transmită până la 700 de mesaje pe secundă. în orice moment.
Peste 100 de piese diferite de informații pot fi transferate între gleznă și genunchi.
În timpul zilei, proteza se va adapta de peste 2.000 de ori, în funcție de acțiunile utilizatorului
De exemplu, senzorii de pe zona de expozitie picior cu panta si da echipei genunchi pentru a crește amortizare, sau în cazul în care pacientul face o oprire, senzorii de pe punctul de genunchi este, din nou, sunt de acord cu glezna și de a crește parametrii de rezistență în așa fel încât să ofere o poziție mai naturală și confortabilă pentru picioare luând în considerare toate caracteristicile individuale.
Proprietatea intelectuală a protezei constă în capacitatea sa de a asigura o funcționare neîntreruptă datorită conștientizării instantanee a schimbărilor în mediul extern, încărcărilor interne și mișcării pacientului. Proteza este ajustată și oferă funcționalitatea cea mai optimă, cu cele mai mici eforturi compensatorii din partea utilizatorului. Utilizatorii Linx au remarcat că nu trebuie întotdeauna să se gândească la mers, în picioare, în ședințe, în coborârea unei scări sau pe o rampă. De fapt, au fost adesea surprinși că suprafața sa schimbat și nici nu au observat-o!
Care au fost principalele dificultăți în dezvoltarea sistemului Linux și cât timp a luat-o pentru ao dezvolta?
Principalele dificultăți au fost asociate cu crearea unei baze sau platforme pentru experimentele noastre și stabilirea unei legături între genunchi și gleznă. Apoi a fost necesar să se determine ce echipament ar fi necesar și apoi să se pună totul în ambalaj practic, atractiv vizual și ușor de purtat.
În prezent, principalele așteptări sunt legate de dispozitive care pot rula pe baterii pentru câteva zile. De exemplu, avem nevoie pentru a se asigura că tehnologia utilizată în baterie a fost creat în așa fel încât centrul de greutate al protezei a fost cât mai aproape posibil de genunchi, care este o condiție esențială pentru reducerea impactului oricăror forțe de împingere anormale pe mânecă și butuc. Pentru a rezolva această problemă a trebuit să se unească intreaga echipa de dezvoltare, pentru ceea ce a fost foarte interesant sa ma uit, la fel ca dansul, soluții diferite au apărut unul după altul.
Crearea proiectului a durat 3 ani de la momentul solicitării unui brevet, dezvoltarea unui prototip structural și funcțional pentru testare. A fost foarte interesant să observăm reacția utilizatorilor.
Ce fel de feedback aveți deja?
În ciuda prezenței unor dificultăți, recenziile sunt foarte pozitive. Imediat s-au discutat despre trecerea în condiții de siguranță prin obstacole, atunci când utilizatorul nu a trebuit să se gândească cum să facă acest lucru; privind adaptabilitatea protezei la diferite tipuri de suprafețe, respectarea acesteia atunci când se plimba de-a lungul marginea drumului, în picioare într-o stare relaxată.
Într-un caz, medicii au decis să amâne tratamentul celui de-al doilea genunchi al pacientului din cauza durerii de spate scăzute: după câteva săptămâni de utilizare a protezei Linx, aceasta a încetat să mai fie o problemă. Linx oferă confort suplimentar, încredere și capacitatea de a sta în poziție verticală, precum și menține echilibrul în toate situațiile și așezați în siguranță. În cazul amputațiilor bilaterale, acum lucrăm pentru a ne asigura că piciorul drept poate "comunica" cu cel din stânga, deoarece toate componentele hardware și software sunt deja disponibile.
O altă dată, am privit cu groază și cu mare entuziasm cum un om cu un membr amputat coborî cu spatele pe pantă, o proteză Linx ar putea face asta!
Cât durează modificarea protezei Linx la mersul natural al utilizatorului? Cât de des aveți nevoie de această setare?
Principala problemă care a fost rezolvată este interacțiunea dintre software-ul utilizatorului și firmware. Linx are grijă de asta - ajustarea este în mare parte automată și funcționează prin măsurarea mersului pacientului.
În ceea ce privește pacienții, fiecare dintre ele este individual și necesită o ajustare individuală. Aceasta înseamnă că tuning-ul este un moment foarte important și complex, care trebuie să țină cont de toate acestea și de multe alte caracteristici individuale.
Programarea durează 10-15 minute. Pacientul stabilește mai întâi valorile de setare atunci când în picioare pe sol, apoi la așezat și apoi în picioare. Proteza învață mișcarea naturală a utilizatorului. Protetica poate ajusta mai precis setările pe baza răspunsului. Apoi, pacientul face aproximativ 10 pași, iar sistemul recepționează în mod automat cea mai mare parte a informațiilor pe care le necesare pentru a calcula parametrii exacți pentru fiecare pacient în parte.
Există și alte setări avansate pentru mersul pe o rampă, pe scări sau la mersul cu viteze diferite - valorile calculate anterior sunt ajustate pentru utilizator în condițiile de mediu și de teren date.
Din moment ce acest premiu caracterizează „următorul mare pas“ în dezvoltarea tehnologiei, și a trecut printr-un proces complex de selecție (cele mai cuprinzătoare din sectorul Inginerie Marea Britanie), atunci această recunoaștere a capacităților noastre ne-au dat curajul de a face progrese suplimentare în extinderea funcțiilor Linx pentru utilizatorii mai puțin activi (care majoritatea amputații), pentru a le permite să stea în condiții de siguranță și să stea.
Aș dori să sper că acest lucru va duce la o reducere a numărului de servicii necesare persoanelor în vârstă cu membre amputate și le va oferi o viață independentă îndelungată. În cele din urmă, în ceea ce privește sursa externă de alimentare pentru proteză, scopul final este înlocuirea ei cu energia produsă de membrul uman original.
Ce credeți că este viitorul protezelor intelectuale?
Acum suntem la începutul integrării lor. După 20 de ani, cred că toate protezele vor fi deja complexe, pe care le putem observa cu membrele superioare, în care senzorii sunt conectați la corp pentru a controla proteza. După 5 ani, se așteaptă progrese semnificative în dezvoltarea software-ului, prin care va avea loc gestionarea protezei.
Am început să înțelegem mai bine coordonarea naturală a articulațiilor extremităților inferioare și segmentele care deschide noi posibilități interesante pentru proiectarea de proteze, care pot efectua fără probleme funcția sa, indiferent dacă utilizatorul ridică greutatea, luând un duș sau maschează pantofi.
Unde pot cititorii să găsească mai multe informații?
Informații despre atribuirea Academiei Regale de Inginerie MacRobert sunt disponibile la: www.raeng.org.uk/prizes/macrobert
Despre prof. Saeed Sahedi
Profesorul Saeed Sahdi OBE FREng RDI FIMechE: are mai mult de trei decenii de conducere în domeniul activităților protetice inovatoare internaționale.
Profesorul Said Sahedi este un membru al Academiei Regale de Inginerie și Institutul Inginerilor Mecanici, proiectantul Regal din sectorul industrial, președintele adjunct al ISPO Marea Britanie, membru ISO, CEN și IEC Grupurile de lucru in robotica medicale, ortopedie si protetica.
S-ar putea să vă placă
