Пейсмейкърът - марка eins онлайн
Исландската компания Össur разработва протези, които се подчиняват на човешката воля. Това поставя въпроси за изобретателите, които далеч надхвърлят медицинските технологии.
• Магнус Одсон обича да показва на посетителите кратък филм, когато иска да обясни как мисли, че ще изглежда бъдещето на протезирането. Това показва 49-годишния Гудмундур Олафсон, който носи футуристично изглеждаща високотехнологична протеза под дясното коляно вместо крак. Мъжът седи на стол, глас казва: „Крак нагоре.“ Изкуственият крак на Олафсон се движи нагоре. После отново надолу, после се обръща настрани; първо наляво, после надясно. Одсон коментира с исландски ентусиазъм: "Много готино."
Той е директор на отдела за научноизследователска и развойна дейност в исландската компания Össur в Рейкявик и това, което 42-годишният коментира с две думи, е не по-малко от голямото обещание на медицинските технологии: протези с контролиран мозък.
Когато малкото движение е гигантска стъпка
Те трябва да позволят на човек, който е загубил един от крайниците си, да управлява протезата със своята воля в бъдеще. Както преди ампутацията. Промяна на парадигмата. Няма съмнение, че протезирането е постигнало огромен напредък през последните години и съвременните протези вече са високотехнологични устройства, които използват много сензори, за да изчисляват независимо ъгъла, под който изкуственото стъпало например е най-добре поставено на различни етажи: върви ли нагоре или надолу ? Колко бързо върви носителят на изкуствената подбедрица и как позата може най-добре да се превърне в възможно най-естествено движение? Сензорите на тези така наречени бионични протези могат да се управляват косвено само от техните носители - микропроцесорите изчисляват съответната ситуация и протезата се настройва към това. Човекът виси пасивно на протезата, така да се каже. Той няма влияние върху резултатите, изчислени от сензорите, като оптимален ъгъл на наклон при ходене нагоре.
Но дори човек да загуби част от тялото, тя по същество остава в мозъка. Като вид фантом, той все още съществува там като непокътнат образ. Мозъчните области, които са движили пръсти, ръце, пръсти или крака преди ампутацията, продължават да изпращат импулси към мускулите чрез нервния тракт. Мозъкът иска да движи крайниците. Просто вече не може. Освен ако човек не локализира тези импулси, не ги хване, преобразува и изпрати информацията към протезата. С два електрода, сив и милиметър тънък, имплантирани в мускулите на флексора и екстензора на бедрото.
Гудмундур Олафсон, човекът от филма, е един от първите двама души, които някога са успели да преместят протеза с помощта на мозък и електроди, чиято функционалност Магнус Одсон също може да обясни накратко: Това са „нищо повече от амперметри“.
Не само Одссон е сигурен, че това ново поколение протези ще зададе стандартите в бъдеще. Германската компания Otto Bock, номер едно в производството на протези в световен мащаб, също работи върху тези така наречени миоелектични протези, особено тези, които заместват ампутираните ръце. Техническите предизвикателства тук са по-сложни, главно защото взаимодействието на ръката и ръката, както и захващането и задържането са по-трудни за координиране. Но ако добавите днешния напредък към възможната изчислителна мощ на утрешните микропроцесори, пробивите няма да закъснеят.
Дълго време дистопията на автономно работещи машини хвърля мрачна сянка върху протетичната индустрия. Одсон е уморен от сравненията на терминаторите, които, особено от средата на 80-те години, доведоха до някои зловещи идеи за бъдещето. На въпроса за многократното предположение, че един ден на хората ще бъдат ампутирани здрави части на тялото, за да ги заменят с превъзходни изкуствени части на тялото, той отговаря безмълвно, като има сериозен поглед през тесните си очила. След това той добавя: „Определено не искам да изграждам суперчовека.“ Това трябва да е достатъчно.
Одсон е убеден, че връзката между човека и машината се е променила; и двете се допълват взаимно. Това може да стане ясно, особено в света на протезирането. От хора, които отново се изкачват по планините въпреки ампутираните бедра или връзват обувките си с протезни ръце, които могат да виждат и чуват отново - благодарение на медицинския прогрес и най-модерната протезна технология. „Преди всичко искаме да използваме нашите продукти, за да възстановим загубените функции и да върнем на нашите клиенти независимост и мобилност“, казва той. Цел, която компанията преследва от създаването си през 1971г. Всичко за протезирането може да се намери в продуктовата им гама. С поддържащи устройства, компресии и, разбира се, протези, Össur израства от малък семеен бизнес до глобална корпорация, включена в списъка. Цифрите за изминалата година: 483 милиона долара продажби, 51 милиона долара нетна печалба, повече от 2500 служители, 18 офиса на пет континента. Това прави Össur вторият по големина доставчик след Ото Бок, който произвежда протези и ортопедични изделия от 1919 г.
Въпреки че материалите се променят с течение на времето, PVC, въглерод или алуминий отдавна са заменили дървото и кожата. Но основната идея на протезата остава почти същата в продължение на десетилетия: изкуствени крайници с куки и панти, свързани с макари или кабели, които от своя страна могат да бъдат контролирани от лостове. Така че естествените движения на човешкото тяло трябва да се имитират. Колкото може по-далеч. Тъй като остава един основен проблем: протезите от този тип не произвеждат никакви движения сами. Те остават пасивни, докато потребителят не ги активира с мускулите, които са били усъвършенствани за тази цел в рехабилитация. За всяко движение на протезата енергията трябваше да идва от различна част на тялото, която замества изгубените, ампутирани мускули. Най-вече това беше рамото за протези на ръцете и бедрото за протези на краката.
Но тогава дойде Йосур. „През 2005 г. пуснахме нашето Power Knee, първата активна протеза на пазара. Първо в САЩ, малко след това и в Европа “, казва Одсон. Изкуствена колянна става, изработена от алуминий, в сегашната версия дълга почти 30 сантиметра и почти три килограма тегло.
За първи път балансираното взаимодействие на сензори и микропроцесори и памет за данни осигуриха, че протезата разпознава кога човекът, който я носи, иска да стане, да ходи или да седне. Първоначално шест сензора изпращат сигналите си към вграден чип и активират моторизираната изкуствена колянна става на протезата с батерия за милисекунди. Силовото коляно активно замества загубената мускулна сила. И неговият носител не е трябвало да тренира нова последователност от движения по време на рехабилитация - сензорно-управляваната, компютърно подпомогната протеза възпроизвежда естествената част на човешкото тяло. Важен етап.
Сливането на природата и технологиите
С един замах исландците бяха на преден план в област, която учените, лекарите и инженерите наричат бионика. Словосъздание, обединено от гръцкия bios за цял живот и термина технология. Процесите в природата служат като модел за бионика и хората се опитват да ги пресъздадат - като с велкро закопчалки, вендузи или хеликоптери. Изследователите се интересуват от темата, тъй като Леонардо да Винчи е искал да имитира полета на птици с машина. Но преди всичко напредъкът в технологията на компютърните чипове изглежда прави възможен бракът между човек и машина и позволява на Össur да превърне резултатите от дългогодишните изследвания в продаван продукт.
„Отделните чипове и сензори са стандартни компоненти. Предизвикателството беше как да ги свържете и да ги програмирате по подходящ начин ”, казва Одсон. В първото коляно сензорите разпознават към какво трябва да се приспособи протезата, главно чрез промени в теглото. В най-новия модел почти 20 сензора предоставят данните, от които чипът изчислява дали носителят стои на пръсти или топката на крака, ъгъла на изкуствената колянна става, средата, в която се намира потребителят, независимо дали ходенето и бягането трябва да са по-бързи или по-бавни - всичко за осигуряване на безопасни и естествени движения, доколкото е възможно. Единственото ограничение е животът на батерията.
„Мощното коляно има за цел да реши повечето клинични проблеми, които са резултат от ампутация над коляното“, казва Одсон. Преди всичко това означава: мобилност и безопасност без почти обичайните странични ефекти като хронична болка в бедрото или гърба, изтощение и увеличаване на пасивността.
Изкуствените колене, крака или ръце се срещат със специален и преди всичко сравнително малък пазар, "за щастие", както подчертава Одсон. Само в Германия има 60 000 ампутации всяка година, казва Дагмар Гейл от Amputierten-Initiative e. V. - най-вече поради злополуки, диабет или рак на костите. Разрез за всички засегнати, от който някои не се възстановяват с години. Компании като Össur искат поне да го облекчат.
Там високоефективните фрезови машини за метал произвеждат резби и зъбни колела, които трябва да се обработват на ръка с точност до милиметри - иначе цялата протеза няма да работи. Това създава протези за крака и крака, с които дори спортът с висока производителност отново става възможен. Не на последно място по съображения за PR има „Екип Össur“, съставен от 15 спортисти - от спринтьори до маратонци - които ловят медали със специални протези.
Фрезоване, щанцоване, шлайфане: производство на протези в Össur
Хелги Свейнсон е една от тях. Ракът на костите открадна левия крак на родения в Исландия хвърляч на копие преди 17 години. Днес 37-годишният тренира за Параолимпийските игри в Рио де Жанейро през септември, а също така е консултант по клиенти и тестващ човек за нови протези. Неговият протезен крак също прилича на съединителна система. В края на вала на протезата, който се изтегля към останалата част на тялото и се прикрепва чрез отрицателно налягане, има винт, с който се свързва подходящата протеза в зависимост от активността на ползвателя. За състезания Sveinsson трябва да избере извита ходова релса, изработена от въглерод, "Гепард" - разпоредбите на спортните асоциации не позволяват активни протези с акумулаторна батерия. Във всекидневието обаче това е първият му избор. Той определено не съжалява за промяната от механична на бионична протеза: „Това е все едно да преминете от велосипед към ферари“.
Независимо от това: Въпреки целия напредък, не всеки избира Power Knee. Тъй като и други протези имат микропроцесори. С по-малко функции и без активна мощност на машината. Но за много по-малко пари. Така че Össur е продал по-малко от 1000 единици от своя Power Knee в Европа, още няколко в САЩ, той не иска да разкрие точния брой. Но навсякъде заинтересованите клиенти трябва да внесат собствени пари - до 38 000 долара, в зависимост от частта за възстановяване на разходите на здравноосигурителната компания. Одсон също така призна, че бионичните протези са „много интересно решение за определена част от населението”. Също така, но не само заради цената. „Разбира се, че искаме да предложим тези усъвършенствани протези на всички, но те са особено интересни за ампутираните, които искат да бъдат много активни. И тази група получава и най-голямата финансова помощ от здравните застрахователи. "
Следователно исландската компания все още генерира по-голямата част от продажбите си със силиконови капаци за останалите крайници, с поддържащи устройства и други ортопедични продукти. Следват протези с добри 40 процента, от които само 16 процента идват от „Бионическата линия“ на Йосур. Пазарът на протези може да струва стотици милиони долари, но за сравнение интелигентните протези са леки. Все още. Защото за Oddsson е ясно, че тази технология ще бъде често срещана в даден момент. „Все едно да играеш шах. С бионичните протези искаме да запазим определена част от дъската отворена за потенциал. “И след това да печелим пари от тях в близко бъдеще.
Бионичните изследвания са в разгара си в световен мащаб - медицинските техници, биоинженерите, лекарите и хирурзите от големите университети и институти отчитат нов напредък от своите лаборатории всяка година. Главно от САЩ, от Станфорд до Йейл до MIT, но също така и от германския институт Fraunhofer. Компании като Otto Bock, Össur или Blatchford като други големи доставчици продължават да развиват изследването.
Отделът на Одсон разполага с около 2 милиона долара. Годишно и за всеки един бионичен проект. Разбира се, разходите варират, но с до 15 милиона щатски долара, казва Одсон, една от тези интелигентни протези може да бъде пренесена от хартия в производството.
От 2013 г. Össur тества следващото поколение протези, които позволяват човешки контрол върху изкуствения крайник. Те все още не са готови за пазара. „Преди всичко се нуждаем от постоянни и чисти сигнали от тялото към външния свят“, казва Одсон. Това е единственият начин за координиране на движенията на протезата с намеренията на ползвателя, калибриран от ортопедични техници. „Пациентът трябва да си представи движение. Крак нагоре. Крак назад, нагоре или встрани. И техниците измериха коя сила на сигнала съответства на кое движение. "
В допълнение към въпросите за техническата осъществимост, Össur има и етични съображения: Например, кой трябва да има достъп до събраните данни? Само пациентът? Здравна осигуровка? Застраховка? Освен това военните също се интересуват от напредъка, постигнат от новите протези и подкрепят изследователски институти с милиони. Засега да се осигури възможно най-добра грижа за ранените войници. Но отдавна е открита тайна, че бойните роботи ще заменят войниците в несигурното бъдеще. Последователите на дистопиите няма да останат без субекти. ---