Кардіостимулятор - бренд eins в Інтернеті
Ісландська компанія Össur розробляє протези, які підкоряються волі людини. Це створює питання для винахідників, які виходять далеко за межі медичних технологій.
• Магнус Одссон любить показувати відвідувачам короткометражний фільм, коли хоче пояснити, як, на його думку, буде виглядати майбутнє протезування. Це показує 49-річного Гудмундура Олафссона, який замість ноги носить футуристичний на вигляд високотехнологічний протез нижче правого коліна. Чоловік сидить на стільці, голос каже: «Нога вгору». Штучна стопа Олафссона рухається вгору. Потім знову вниз, потім він повертається в бік; спочатку вліво, потім вправо. Оддссон коментує із ісландським ентузіазмом: "Дуже круто".
Він є директором відділу досліджень і розробок ісландської компанії Össur в Рейк'явіку, і те, що 42-річний чоловік коментує двома словами, є не менше, ніж великою обіцянкою медичних технологій: протезами, керованими мозком.
Коли невеликий рух - це гігантський крок
Вони повинні надавати можливість людині, яка втратила одну з кінцівок, керувати протезом за допомогою своєї сили волі в майбутньому. Як і до ампутації. Зміна парадигми. Немає сумнівів, що протезування досягло колосального прогресу за останні роки, і сучасні протези зараз є високотехнологічними пристроями, які використовують безліч датчиків, щоб самостійно розрахувати кут, під яким штучну стопу, наприклад, найкраще розміщувати на різних поверхах: йде вона вгору чи вниз ? Наскільки швидко рухається користувач штучної гомілки і як найкраще поставу перетворити на найбільш природний з можливих рухів? Датчиками цих так званих біонічних протезів можуть лише опосередковано керувати їхні власники - мікропроцесори обчислюють відповідну ситуацію, і протез підлаштовується під неї. Людина пасивно висить на протезі, так би мовити. Це не впливає на результати, розраховані датчиками, такі як оптимальний кут нахилу при ходьбі в гору.
Але навіть якщо людина втрачає частину тіла, вона в основному залишається в мозку. Як свого роду фантом, він все ще існує там як цілий образ. Області мозку, які рухали пальці, руки, пальці ніг або ніг до ампутації, продовжують надсилати імпульси до м’язів через нервові шляхи. Мозок хоче рухати кінцівками. Це просто не може більше. Якщо ніхто не локалізує ці імпульси, не вловлює їх, не перетворює і не надсилає інформацію на протез. З двома електродами, сірими та міліметровими, імплантованими в м’язи згиначів та розгиначів стегна.
Гудмундур Олафссон, людина з фільму, є одним із перших двох людей, котрі коли-небудь могли рухати протези за допомогою мозку та електродів, функціональність яких Магнус Одсссон також може коротко пояснити: це "не більше, ніж амперметри".
Не тільки Оддссон впевнений, що це нове покоління протезів встановить стандарт у майбутньому. Німецька компанія Otto Bock, номер один у галузі протезування у всьому світі, також працює над цими так званими міоелектичними протезами, особливо тими, які замінюють ампутовані руки. Тут технічні завдання є більш складними, головним чином тому, що взаємодія руки та руки, а також захоплення та утримання важче координувати. Але якщо додати сьогоднішній прогрес до можливої обчислювальної потужності завтрашніх мікропроцесорів, прориви не очікують довго.
Тривалий час дистопія автономно працюючих машин кидала похмуру тінь на виробництво протезів. Оддссон втомився від порівнянь термінаторів, які, особливо з середини 1980-х, призвели до моторошних уявлень про майбутнє. Коли його запитують про неодноразове припущення, що одного разу людям ампутують здорові частини тіла, щоб замінити їх на чудові штучні частини тіла, він безмовно відповідає нічим іншим, як серйозним поглядом через вузькі окуляри. Потім він принаймні додає: "Я точно не хочу будувати суперлюдини". Цього має бути достатньо.
Оддссон переконаний, що відносини між людиною та машиною змінилися; обидва доповнюють одне одного. Це можна чітко пояснити, особливо у світі протезування. Люди, які знову піднімаються на гори, незважаючи на ампутовані стегна або зашнуровуючи взуття протезованими руками, які знову бачать і чують - завдяки медичному прогресу та новітнім протезним технологіям. "Перш за все, ми хочемо, щоб наші продукти відновлювали втрачені функції та повертали нашим клієнтам незалежність та мобільність", - говорить він. Ціль, яку переслідувала компанія з часу заснування у 1971 році. Все про протезування можна знайти в їх асортименті. Завдяки допоміжним пристроям, компресіям і, звичайно, протезам, Össur з невеликого сімейного бізнесу перетворився на глобальну корпорацію, що входить до переліку. Показники за минулий рік: 483 мільйони доларів продажів, 51 мільйон доларів чистого прибутку, понад 2500 співробітників, 18 офісів на п'яти континентах. Це робить Össur другим найбільшим постачальником після Отто Бока, який виробляє протези та ортопедичні вироби з 1919 року.
Хоча матеріали з часом змінювались, ПВХ, вуглець або алюміній давно замінили дерево та шкіру. Але основна ідея протезування залишалася майже незмінною протягом десятиліть: штучні кінцівки з гачками і шарнірами, з'єднані шківами або тросами, якими в свою чергу можна керувати за допомогою важелів. Тож слід наслідувати природні рухи людського тіла. Наскільки це можливо. Тому що залишилася одна основна проблема: протези цього типу самі по собі не роблять ніяких рухів. Вони залишаються пасивними до тих пір, поки користувач не активізує їх м’язами, які для цього були ретельно реабілітовані. Для кожного руху протеза енергія повинна надходити з іншої частини тіла, яка заміщає втрачені, ампутовані м’язи. В основному це було плече для протезів рук і стегно для протезів ніг.
Але потім прийшов Ессур. «У 2005 році ми випустили наш Power Knee, перший активний протез на ринку. Спочатку в США, незабаром у Європі », - каже Одссон. Штучний колінний суглоб з алюмінію, в нинішній версії майже 30 сантиметрів у довжину і майже три кілограми вагою.
Вперше збалансована взаємодія датчиків і мікропроцесорів та пам’яті даних забезпечили, що протез розпізнає, коли людина, яка його носить, хоче встати, піти або сісти. Спочатку шість датчиків надсилали свої сигнали на вбудований чіп і активували моторизований штучний колінний суглоб протеза за допомогою батареї за мілісекунди. Силове коліно активно заміщало втрачену м’язову силу. І його користувачеві не довелося тренувати нову послідовність рухів під час реабілітації - скоріше, комп’ютерний протез, керований датчиком, імітував природну частину людського тіла. Віха.
Злиття природи і технологій
Одним махом ісландці опинились на передовій у районі, який вчені, лікарі та інженери називають біонікою. Словотворіння, об’єднане з грецького bios для життя та терміну технологія. Процеси природи служать зразком для біоніки, і люди намагаються їх відтворити - як за допомогою застібок-липучок, присосок або вертольотів. Тема зацікавила дослідників з тих пір, як Леонардо да Вінчі хотів імітувати політ птахів за допомогою машини. Але, перш за все, досягнення в галузі комп'ютерних чіп-технологій, здається, роблять шлюб людини і машини можливим і дозволяють Ессуру перетворити результати багаторічних досліджень на товарний продукт.
«Окремі мікросхеми та датчики є стандартними компонентами. Проблема полягала в тому, як їх зв’язати та запрограмувати належним чином ”, - говорить Одссон. У першому коліні датчики розпізнали, до чого протез повинен був налаштуватися, головним чином за рахунок зміни ваги. В останній моделі майже 20 датчиків забезпечують дані, за якими мікросхема обчислює, чи стоїть користувач на носках або м'яч стопи, кут штучного колінного суглоба, оточення, в якому знаходиться користувач, чи ходити і бігати швидше чи повільніше - все, щоб забезпечити максимально безпечні та природні рухи. Єдиним обмеженням є час автономної роботи.
"Power Knee має на меті вирішити більшість клінічних проблем, які виникають в результаті ампутації вище коліна", - говорить Оддссон. Перш за все це означає: мобільність та безпеку без майже звичайних побічних ефектів, таких як хронічний біль у стегнах або спині, виснаження та посилення пасивності.
Штучні коліна, ноги чи руки зустрічаються на особливому і, насамперед, порівняно невеликому ринку, "на щастя", як підкреслює Оддссон. Тільки в Німеччині щороку проводиться 60 000 ампутацій, говорить Дагмар Гейл з Amputierten-Initiative e. В. - здебільшого через нещасні випадки, діабет або рак кісток. Розріз для всіх постраждалих, від якого деякі роками не одужують. Такі компанії, як Össur, хочуть хоча б полегшити його.
Там високоефективні фрезерні верстати по металу виробляють нитки та шестерні, які доводиться обробляти вручну з точністю до міліметрів - інакше весь протез не спрацює. Це створює протези для ніг і ніг, за допомогою яких навіть високопродуктивний спорт знову можливий. Не в останню чергу з піар-причин існує "Команда Össur", що складається з 15 спортсменів - від спринтерів до марафонців - які полюють на медалі зі спеціальними протезами.
Фрезерування, штампування, шліфування: виробництво протезів в Össur
Хельгі Свейнссон - одна з них. Рак кісток взяв ліву ногу у ісландця, що кинувся у метання списа 17 років тому. Сьогодні 37-річний тренувальник проводить паралімпійські ігри у Ріо-де-Жанейро у вересні, а також є консультантом і випробувачем нових протезів. Його протезна нога також нагадує сполучну систему. На кінці стовбура протеза, який натягується на решту частини тіла і кріпиться за допомогою негативного тиску, є гвинт, за допомогою якого підключається відповідний протез залежно від активності користувача. Для змагань Свенссон повинен вибрати криволінійну бігову рейку, виготовлену з вуглецю, "Гепард" - регламент спортивних асоціацій не дозволяє активних протезів на батарейках. Однак у повсякденному житті це його перший вибір. Він точно не шкодує про перехід з механічного на біонічний протез: "Це як перехід з велосипеда на Ferrari".
Тим не менше: Незважаючи на весь прогрес, не кожен обирає Power Knee. Оскільки інші протези теж мають мікропроцесори. З меншою кількістю функцій і без активної потужності машини. Але за значно менші гроші. На сьогоднішній день Ессур продав менше 1000 одиниць свого силового коліна в Європі, ще кілька в США, і він не хоче розкривати точні цифри. Але скрізь зацікавлені клієнти повинні внести власні гроші - до 38 000 доларів, залежно від частини відшкодування витрат медичної страхової компанії. Оддссон також визнав, що біонічні протези є "дуже цікавим рішенням для певної частини населення". Також, але не лише через ціну. “Звичайно, ми хочемо запропонувати ці вдосконалені протези кожному, але вони особливо цікаві ампутованим, які хочуть бути дуже активними. І ця група також отримує найбільшу фінансову допомогу від страховиків ".
Тому ісландська компанія досі більшість своїх продажів генерує силіконовими чохлами для решти кінцівок, пристроями для підтримки та іншими ортопедичними виробами. За протезами випливає близько 40 відсотків, з яких лише 16 відсотків походять від «біонічної лінії» Ессура. Ринок протезів може коштувати сотні мільйонів доларів, але для порівняння, розумні протези мають невелику вагу. Тим не менше. Оскільки для Оддссона очевидно, що ця технологія колись стане звичною. “Це як грати в шахи. За допомогою біонічних протезів ми хочемо тримати певну частину дошки відкритою для потенціалу ». А потім найближчим часом заробити на них гроші.
Біонічні дослідження киплять у всьому світі - медичні техніки, біоінженери, лікарі та хірурги великих університетів та інститутів щороку повідомляють про новий прогрес своїх лабораторій. Переважно зі США, від Стенфорда до Єльського університету до Массачусетського технологічного університету, а також від німецького Інституту Фраунгофера. Такі компанії, як Отто Бок, Ессур або Блатчфорд, як інші великі постачальники, продовжують розвивати дослідження.
У відділі Одсссона є близько 2 мільйонів доларів. Щорічно та для кожного окремого біонічного проекту. Звичайно, витрати різняться, але, за словами Одсссона, до 15 мільйонів доларів США один із цих інтелектуальних протезів можна перенести з паперу на виробництво.
З 2013 року Össur випробовує протези наступного покоління, які дозволяють контролювати людині штучну кінцівку. Вони ще не готові до ринку. "Перш за все, нам потрібні постійні і чисті сигнали, що надходять від організму до зовнішнього світу", - каже Оддссон. Це єдиний спосіб скоординувати рухи протеза з намірами власника, відкалібрований ортопедами. “Пацієнт повинен уявити собі рух. Нога вгору. Нога назад, вгору або вбік. І техніки виміряли, яка сила сигналу відповідає якому руху ".
Окрім питань технічної доцільності, Össur також має етичні міркування: Хто повинен мати доступ до зібраних даних? Тільки пацієнт? Медичне страхування? Страхування? Крім того, військові також зацікавлені в прогресі, досягнутому новими протезами, і підтримують мільйони науково-дослідних інститутів. Наразі для того, щоб надати пораненим солдатам якнайкращу допомогу. Але давно відкритою таємницею є те, що бойові роботи замінять солдатів у невизначеному майбутньому. У послідовників дистопій не вичерпаються предмети. ---