Най-интелигентен протеза в света? Интервю с проф Saeed Zahedi
поглед отвътре на проф Said Sahedi ОИТ FREng RDI FIMechE р
CTO Блатчфорд
Какви са предизвикателствата пред които са изправени днешните потребители на-долен крайник протези и защо Блатчфорд създаден интелигентен протеза?
Основните проблеми, свързани с ампутация на долните крайници - това е безопасно и болка. Липсата на обратна връзка увеличава риска от падане, необходимостта от компенсаторни движения поради нестабилност причина болка и дискомфорт в областта на остатъчния крайник. Всичко това води до несигурност и невъзможност да живеят пълноценен живот.
За 40 години сме използвали най-новата инженеринг и технологични постижения, за да реализира функцията на коляното и глезена \ крака в модулна протеза. Ние първи използването композитни материали за леките протезни компоненти да се използва мулти-ос глезена за намаляване на физическо усилие на ходене и разработи първия микропроцесор за контрол на коляното ходене темпото. Ние са постигнали значителен напредък, за първи път се създава хидравличен крак глезена, която може да се адаптира към различни неравни повърхности, осигурявайки отлична реакция между протезата и пъна.
Постигнахме това, което науката в основата на движението, което ни позволи да се симулира естествената връзка между глезена и коляното, а за да се определи начина, по който е необходимо да се координират на протезата, така че те ще работят заедно. Това позволи за по-голяма стабилност и сигурност, по-голям комфорт благодарение на разпределение на товара и по-ниски разходи на енергия, като например бързо ходене, ходене надолу по рампата, стоейки Не поставяйте и не стои на склон. Нашите пациенти са били в състояние да разпределя натоварването на двата крайника по-равномерно, намаляване на броя на необходимите компенсаторни движения и се намали натоварването на опорно-двигателния апарат.
Следващата логична стъпка е да се разработи интегрирана протеза, в които коляното и глезена може да функционира хармонично и да продължи да работи във всяка ситуация, в която потребителят може да има протеза. Така се ражда Linx.
Протезата е Linx 4 централния процесор 7 сензори. да получава и обработва информация за действията на потребителя, на околната среда и природата.
Как интелигентен протеза? Как системата автоматично се адаптира към различни условия?
Едно ново поколение на интелигентен протеза е интегрирана система, която съчетава глезена, стъпалото и коляното са интегрирани в едно устройство, което от своя страна притежава множество сензори, хидравлични и пневматични задвижващи механизми, свързани с комбинирани и пневматични пружини. Тези пружини се събират естествения човешки енергия и се връщат към протезата под контрола на четири микропроцесори.
компоненти Linx система са свързани с 3 информационни канали за пренос на данни. работи едновременно в реално време, както и с възможност за предаване до 700 съобщения в секунда. по всяко време.
Над 100 различни части от информацията, могат да се предават между глезена и коляното.
През деня, протезата ще коригира над 2000 пъти, в зависимост от действията на потребителя
Например, сензори на експонат зоната на стъпалото с по склона и да даде на екипа на коляното да се увеличи амортизация или когато пациентът прави спирка, сензорите на точката на коляното се, отново са съгласни с глезена и увеличаване на параметрите на устойчивост по такъв начин, че да се предложи по-естествено и удобно положение за актуално състояние като се вземат предвид всички индивидуални характеристики.
Интелигентна протеза е способността му да се гарантира гладкото функциониране благодарение на мигновени информираност за промените във външната среда, вътрешни товари и движение на пациента. Протезата се регулира и предлага най-оптимална функционалност при възможно най-ниски компенсаторни усилия от страна на потребителя. Потребителите Linx отбелязаха, че те не винаги имат нужда да се мисли за ходене, прави, и седнали, слизане по стълби или ходене на рампата. В действителност, те често са изненадани, че на повърхността се е променило, а те дори не го забелязват!
Какви са основните предизвикателства в развитието на sistemyLinx и колко време им е отнело да се развива?
Основните трудности са свързани със създаването на база или платформа за нашите експерименти и създаване на комуникация между коляното и глезена. След това е необходимо да се определи какво оборудване ще трябва и след това да се поставя в условия на практична опаковка, визуално привлекателни, и достатъчно лесен за носене.
В момента основните очаквания са свързани с устройства, които могат да работят на батерии в продължение на няколко дни. Например, ние трябваше да се гарантира, че технологията, използвана в батерията е създадена по такъв начин, че центърът на тежестта на протезата е възможно най-близо до коляното, което е предпоставка за намаляване на въздействието на всякакви необичайни бутане сили на ръкава и пъна. За да се реши този проблем, ние трябваше да обедини целия екип за развитие, за това, което беше много интересно да гледам, точно като танците, различни решения са се появили една след друга.
Създаване на проект отне 3 години от датата на подаване на заявката за патент, развитието на структурни и функционални прототипи за тестване. Беше много интересно да се наблюдава реакцията на потребителите.
Каква информация имате вече?
Въпреки наличието на някои трудности, обратна връзка е много положителен. Веднага имаше мнения за безопасно преминаване над препятствията, когато потребителят не трябва да мисля за това как да го направи; на протеза адаптивност към различни видове повърхности, неговото съответствие с ходене на ръба на пътя, стои на едно място в отпуснато състояние.
В един от случаите лекарите решиха да отложат лечението на втория крак на пациента поради болки в долната част на гърба: след няколко седмици от използването на Linx протезата вече не е проблем. Linx осигурява допълнителен комфорт, увереност и способност да се изправи и да поддържа баланс във всички ситуации и безопасно да се приземи. За случаите на двустранно ампутация, ние работим усилено, за да десния крак може да "говори" на ляво, както всички хардуер и софтуер вече са на наше разположение.
В други случаи ние сме ужасени и с голямо вълнение наблюдаваше как ампутирани крака слезе обратно надолу по хълма, Протезата Linx може да го направи!
Колко време е необходимо да се коригира на протезата от Linx естествена походка своя потребител? Колко често изискват такава обстановка?
Основният проблем, който е решен - това е взаимодействието на потребителския софтуер и фърмуер. Linx просто знам и грижи - в голямата си част се конфигурира автоматично и работи чрез измерване на походката на пациента.
Що се отнася до пациентите, като всеки от тях е уникален и изисква индивидуални настройки. Това означава, че настройката е много важен и труден момент, който трябва да се вземат под внимание всички тези и много други индивидуални характеристики.
Програмиране отнема 10-15 минути. Пациентът първо установява стойностите за настройка, когато стои на земята, а след това в седнало и след това в прав. Протезата се изучаване на естественото движение на потребителя. Протезист може по-точно да промените настройките на базата на отговора. На следващо място, пациентът прави около 10 стъпки, а системата автоматично получава по-голямата част от информацията, която е необходимо да се изчисли точните параметри за всеки отделен пациент.
Има и други разширени настройки за ходене на рампата, стълбите, или ходене с различна скорост - предварително изчислените стойности са определени от потребителя в тези среди и терен.
Тъй като тази награда характеризира "следващата голяма стъпка" в развитието на технологиите, и преминава през сложен процес на избор (най-изчерпателните в сектор Инженеринг UK), а след това признание на нашите възможности ни даде куража да се направят допълнителни стъпки към разширяване на Linx функции за по-малко активните потребители (което по-голямата част от хората с ампутирани крайници), за да им се даде възможност за безопасно устои и да седне.
Надяваме се, че това ще доведе до намаляване на броя на операциите, необходими за по-възрастните хора с ампутирани lyudem и да им предоставят дългосрочно независим живот. На последно място, що се отнася до външен източник на захранване за протезата, като крайната цел е да ги замени енергията, произведена от първоначалния човешки крайник.
Какво мислите, какви бъдеще чака интелигентни протези?
В момента сме в началото на тяхната интеграция. След 20 години, мисля, всички протезите трябва да са сложни, че можем да наблюдаваме с горните крайници, в които сензори са свързани с тялото, за да контролира протезата. След 5 години се очаква значителен напредък в развитието на софтуер, с помощта на които протезата ще се управляват.
Ние започнахме да се разбере по-добре естествения координацията на ставите на долните крайници и сегментите, които ще открие нови интересни възможности за проектиране на протези, които могат безпроблемно да изпълняват своята функция, независимо от това дали потребителят асансьори теглото, вземане на душ или прикрива обувки.
Когато читателите могат да намерят повече информация?
Информация за MacRobert Кралската академия по награждаването Инженеринг е на сайта: www.raeng.org.uk/prizes/macrobert
За професор Саид Sahedi
Професор Саид Sahedi OBE FREng РДВР FIMechE д-р: повече от три десетилетия, които държи водеща позиция в международна иновативна протеза работата.
Професор Саид Sahedi е член на Кралската академия по инженерство и Института на машинните инженери, Кралския дизайнер в индустриалния сектор, заместник-председател на ISPO Великобритания, член на ISO, CEN и IEC работни групи в областта на медицинските роботика, ортопедия и протези.
Може също да харесате
Свързани статии