Протез предплечья: новые конструктивные решения для увеличения объёмов движения

Авторы:

Буров Геннадий Николаевич — кандидат технических наук, руководитель научного направления, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный научный центр реабилитации инвалидов им. Г.А. Альбрехта» Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации, ул. Бестужевская, 50, Санкт-Петербург, 195067, Российская Федерация, +7-921-791-12-90, e-mail: zxzy@.yandex.ru

Большаков Владимир Александрович — руководитель, проектно-конструкторский отдел, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный научный центр реабилитации инвалидов им. Г.А. Альбрехта» Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации, ул. Бестужевская, 50, Санкт-Петербург, 195067, Российская Федерация, +7-921-757-87-16, e-mail: pko09_903@mail.ru

Щербина Константин Константинович — директор института протезирования и ортезирования, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный научный центр реабилитации инвалидов им. Г.А. Альбрехта» Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации, ул. Бестужевская, 50, Санкт-Петербург, 195067, Российская Федерация, +7-921-916-00-49, e-mail: shcherbina180@mail.ru

Дробаха Алёна Сергеевна — младший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный научный центр реабилитации инвалидов им. Г.А. Альбрехта» Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации, ул. Бестужевская, 50, Санкт-Петербург, 195067, Российская Федерация, e-mail: drobaha-alena@mail.ru

В рубрике: Оригинальные исследования

Год: 2021 Том: 3 Номер журнала: 2 

Страницы: 8-14

Тип статьи: scientific and practical

УДК: 615.477.21

DOI: 10.26211/2658-4522-2021-3-2-8-14

Аннотация:

Введение. Целенаправленные процессы (целостные двигательные акты), выполняемые инвалидом с помощью технических средств реабилитации для удовлетворения различных потребностей, представляют собой организованную и упорядоченную совокупность действий — операций, которые можно подразделить на два вида: рабочие операции и операции управления. Инвалид, оснащенный техническим средством, выполняет действия, которые в ряде случаев совмещены во времени. Эффективность технического средства зависит от качества системы управления и рациональности её построения, а также от рационального уровня его насыщения средствами механизации.
Активный протез руки с любым методом управления должен способствовать выполнению основных бытовых и простых трудовых действий при сравнительно небольших приспособительных движениях инвалида.
Все двигательные акты, выполняемые инвалидом, можно разделить на две основные группы: манипулирование свободным объектом и движение со связанным объектом по жесткой траектории. При перемещении свободного объекта траектория движения не регламентируется, в отличие от связанного движения, где протезированная конечность отслеживает траекторию, принудительно ориентируясь в пространстве.
При связанном объекте жесткая связь воздействует на оператора через техническое средство, ограничивая подвижность рамками принудительной траектории.

Цель исследования — создание конструктивного варианта кинематической развязки, обеспечивающей выполнение движений кисти по жёсткой траектории.

Материалы и методы. При разработке искусственных сочленений и приводных механизмов протезов рук, как правило, учитывают рациональные амплитуды подвижности, что облегчает проектирование и способствует упрощению конструкций. При проектировании податливого лучезапястного шарнира интерес представляют также допустимые величины усилий, которые должны передаваться через шарнир к концевому звену при выполнении двигательного акта.
Для реализации сложного двигательного акта, например, кругового движения протезом предплечья с кистью, зафиксированной на рукоятке, необходимо иметь в лучезапястном сочленении две степени подвижности, например, в виде шарниров вращения с взаимно перпендикулярными осями. Здесь представляют интерес устройства двух типов: конструкция с упругим элементом в виде пружины или упругого стержня, либо подпружиненный выходной стержень сферического шарнира может быть размещен в упругой, например резиновой, втулке. В результате проведенной конструкторской компоновки разработаны два варианта искусственного лучезапястного сочленения в виде отдельных сборочных единиц, проведены соответствующие измерения.

Результаты. Представлены 2 варианта искусственного лучезапястного сочленения. Для изготовления экспериментального образца выбран вариант наиболее удобный при подборе упругого элемента. Проведены измерения усилий внешней нагрузки в поперечном и продольном направлениях относительно искусствен- ной тяговой кисти, измерения отклонений искусственной кисти под нагрузкой.

Обсуждение. Известные конструкции протезов предплечья в большинстве своём не решают проблемы работы инвалида со связанным объектом, особенно в том случае, если он снабжён тяговым протезом.

Заключение. Результаты проведённых измерений для ротационного механического привода показали, что лучезапястное сочленение протеза должно быть податливым, при этом предлагаемое устройство способ- но передавать усилия, обеспечивая произвольные движения подвижной искусственной кисти.

Ключевые слова: , ,

Скачать полный текст статьи

Список цитируемой литературы:

1. Методические рекомендации по установлению медицинских показаний и противопоказаний при назначении специалистами медико-социальной экспертизы технических средств реабилитации инвалидам и методик их подбора. — М.: ООО «ОКПресс», 2015, Т. 1. — 344 с.

2. Реабилитация инвалидов: национальное руководство / под ред. Г.Н. Пономаренко. — М.: ГЭОТАР- Медиа, 2020. — 188 с.

3. Каталог полуфабрикатов протезов верхних конечностей Ottobock. — Группа компаний ОТТО БОКК в России. Москва, 2005. — 72 c.

4. Каталог полуфабрикатов протезов верхних конечностей Ossur. — Москва, 2019.

5. Протезы верхних конечностей / Каталог 2001-2002. — М.: РКК «Энергия», 2002. — 21 с.