Как устроены кибер-протезы рук для детей и почему их пользователи не нуждаются в жалости

26.12.2020

37

На этой неделе в наших соцсетях выступал Данил Емелин, инженер-протезист в компании Моторика. Они занимаются созданием протезов верхних конечностей, 80% их пациентов — дети.

Ребята делают два вида протезов:

обычную механику, которая работает через натяжение нитей,
и бионические протезы: работают от аккумулятора, внутри плата и программируемые драйверы

Делимся с вами записью и расшифровкой эфира.

Всем привет, меня зовут Данил. Начнем с небольшого рассказа про меня.

Я не сразу пришел к протезированию. Естественно, учился в школе, потом в университете. Сначала я поступил в Казанский авиационный университет, стал учиться на инженера-конструктора; закончил его, и сейчас могу изобретать от микроволновки до ракетных двигателей.

Специальность полностью называется «инженер-конструктор-технолог». Потом я учился в магистратуре в Нижнем Новгороде, и там ко мне начало приходить понимание того, куда я хотел бы двигаться дальше, и где сейчас может быть интересно. Мне приглянулось направление медицины и применение инженерных знаний в медицине – такой стык направлений, это было очень интересно. Тогда был 2013-14 год, и я стал искать. Ездил в Москву, в Бауманку, потому что в Нижнем Новгороде, когда я сказал о том, что хочу изучать инженерию в медицине, мне ответили «ты о чем, такого сейчас у нас нет, попробуй в Москве поискать».

Я продолжал учиться. В Бауманке мне сказали, что готовы сделать для меня платные курсы (только под меня, поскольку таких программ не было). Я и в МГУ ходил, но там ничего не получилось. На тот момент я нашел через Headhunter одну вакансию в Москве – единственную по России – на инженера, который бы занимался изготовлением индивидуальных протезов.

Тазобедренных суставов, коленных модулей – то есть, предназначенных для инвазивных операций. Хирург должен был изучать травму человека в связке с инженером и решать проблему, если что-то условно сломалось. Как выяснилось, в Европе это направление уже набирало обороты и развивалось, но у нас оно только сейчас развивается.

Я написал в эту компанию, сдал все проходные экзамены, прошел отбор. Меня взяли, я полгода поработал. Отучился в Бельгии на курсах медицинских инженеров – дико интересно, там изучалось прототипирование для людей.

Мы кроили черепа, исследовали разные части костей – какие они должны быть правильные, как их выращивать. Выращивалось все в форме костной трабекулярной структуры – такая переплетенная сеточка, которую можно увидеть, сломав любую кость. Выращивалось все из титана, специальных гипоаллергенных материалов.

Потом компания, к сожалению, закрылась. Я нашел «Моторику». Мы встретились с Ильей Чехом, и он пригласил меня работать конструктором. Сначала нас в офисе было 4-5 человек, сейчас компания выросла – человек до 50, наверно. Развитие постепенно идет.

Я начинал работу в Моторике конструктором, но со временем пришел к тому, что мне хочется быть поближе к пациентам. Это мне больше нравится, это интереснее, особенно люблю работать с детьми. Процентов 80 пациентов у меня – дети. На бионические протезы больше взрослых, но для детей мы тоже делаем бионику.

Почему протезы для детей должны выглядеть футуристично

и не имитировать настоящую конечность. Я считаю, что у человека с инвалидностью должно быть много разных рук (то есть, протезов). Одна – футуристическая; ею он привлекает внимание и говорит: да, я особенный, вот такой я – почему бы и нет, взгляните на меня, посмотрите, какой я крутой.

То есть, выходить из зоны комфорта, с детства воспитывать в себе стержень, который говорит обществу: да, я другой, почему бы и нет. Уже 21 век, пора бы развиваться. В России, к сожалению, это тяжело проходит.

Другой пункт: я считаю, необходимо иметь косметический протез, чтобы отдыхать от внимания. Внимание 24/7 человеку не нужно. Поэтому важен широкий спектр изделий для людей с инвалидностью. Очень важно иметь необычный протез, с которым можно воспринимать себя супергероем – для ребенка это нужно. Протез расширяет возможности человека, ребенка в глазах остальных, но в первую очередь – в его собственных глазах. Он хорошо влияет на восприятие окружающей среды вокруг себя.

Откуда берутся маленькие пациенты, нуждающиеся в протезах, и почему они совершенно не нуждаются в жалости?

Я считаю, что в жалости не нуждается никто, и особенно – маленькие пациенты, которые у нас есть.

Маленькие пациенты в основном рождаются такими. Это бывает аплазия, внутриутробное недоразвитие плода. С ними все зависит от родителей – как они будут воспитывать этого ребенка, преподносить ему информацию о том, каким образом нужно вести себя в социуме, как воспринимать различные нападки на себя, как реагировать.

Конечно, многие родители не знают, как это делать, поэтому наша компания берет на себя функцию наставника, который всячески помогает.

Моторика проводит в школах уроки толерантности, куда приходят дети, одноклассники, видят, что у ребенка нет руки. В психике человека изначально заложено, что необычное или непонятное – это опасно, ненормально, от этого нужно отгородиться, как-то поддеть и так далее. Мы приезжаем в составе команды и в доброй форме, в виде урока, проводим урок толерантности, который показывает другим детям, что человек с инвалидностью – это нормально, в этом нет ничего плохого и страшного, он такой же, как и вы – а, надев протез, он становится даже ярче. И в жалости он не нуждается.

Дети, которые родились без какой-либо конечности – и не только дети, конечно – просто не знают, как иначе. Если бы у нас не было уха, например, то, прожив так всю жизнь, мы бы и не знали, как жить с ним.

Как идет адаптация к протезам?

Здесь было бы здорово еще поговорить с Ильей Марковским, которого вы видели в анонсе видео. Он работает у нас. Он сейчас пользуется активным протезом. Это механический протез, который работает за счет натяжения тяг при сгибании руки в лучезапястном суставе, который у него сохранен с культей ладонной части. Он работает, развивает свои руки. Он сам недавно говорил, что, когда он только начал надевать протез, это было просто невозможно; сгибать протез было очень тяжело из-за маленького «рычага». Год спустя он сильно натренировал сгибатели-разгибатели, теперь может на культе ведро носить.

Адаптация проходит постепенно. Все зависит от усидчивости человека, от его самостоятельности, от способности принимать новое. У нас есть свои реабилитологи в компании. Реабилитолог Алина Кузякина занимается с детьми, пишет очень полезные книги по постпротезной реабилитации, всячески поддерживает пациентов.

Как устроен бионический протез?

Устроен, на самом деле, и легко и сложно. Первая основная часть, с моей точки зрения как протезиста – это культеприемная гильза. Когда к нам приходит пациент на протезирование, первым делом с него снимается негатив – гипсовые бинты определенным образом наматываются по культе. Здесь есть свои разные фишки, которым обучаются на практике в процессе работы, с годами.

Гипсовым бинтом обматывают культю, снимают – получается негатив, копия руки. Отмечают все необходимые точки для протезиста – для понимания процесса, где что добавить, убавить. В негатив заливается гипс и вставляется арматура. Гипс застывает, мы раскрываем негатив и получаем копию культи. Мы обрабатываем её, где-то добавляем дополнительный гипс – такая довольно грязная работа. Сегодня у меня был пациент, который сказал, что у него есть неврома – это сгусток нервных окончаний, при нажатии на который его как будто пробивает током по всему телу. Пришлось добавить гипса так, чтобы пациенту не было больно.

Мы обрабатываем позитив правильным образом и делаем культеприемную гильзу. Она может изготавливаться из разных материалов – смотря, что удобно пациенту и что есть в наличии. Это могут быть силиконы, специальные термопласты; например, термалин – гипоаллергенный немецкий материал, который приятно сидит на коже и ощущается как силикон.

Есть жесткие гильзы, долгие в изготовлении, которые отливаются из смол. В гильзе устанавливаются датчики на мышцы-сгибатели и разгибатели, отводятся проводки, контроллер этих датчиков. Протез с помощью этих датчиков понимает, какие мышцы напряглись, контроллер обрабатывает информацию и передает на управляющую плату. Эта плата собирает на себя все функции; к ней подходит кнопка включения-выключения, зарядка с аккумулятором, и от нее уходит проводок в кисть, где стоит еще Bluetooth-модуль, модуль бесконтактной оплаты и двигатели.

Электроника прячется между культеприемной гильзой и гильзой, которая отливается из смолы (вся конструкция делается по длине здоровой руки, с ротатором, заливается смолой под нужный цвет).

Человек включает протез, думает: хочу согнуть руку; напрягает сгибатели. Протезист настраивает через приложение порог срабатывания. Человек напрягает мышцу, график напряжения уходит наверх, пересекает определенную черту, и в этот момент протез должен сработать и сжать кисть. Потом человек напрягает разгибатели, и протез разжимается.

Все протезы Моторики изготавливаются с индивидуальным дизайном – это тоже очень важно. То есть, этот тот дизайн, который хочет человек. Любой дизайн можно придумать. У нас есть практика, когда дети приходят перед протезированием, и мы их спрашиваем: что бы ты хотел, какой цвет? Есть палитра цветов, разные рисунки, вырезы на протезе. Наша команда делает гильзу – это делаю я или другой протезист, и поверх культеприемной гильзы наращивается 3D-графикой протез, это делают конструктора. Протез конструируется по сканированной гильзе, и он получается индивидуальным. Каждый протез индивидуален для каждого пациента – это абсолютно точно.

Потом 3D-модель конструктор отсылает на производство. Производство её начинает выращивать; у нас есть контракт с одним из производств в Москве – это компания Can Touch. Они выращивают на производственных 3D-принтерах довольно мощные модели, очень хорошего качества. Для послойной печати в вакууме используется полиамид-порошок.

Модель протеза разбивается на слои, валик разравнивает порошок по первому слою, потом по нему проходится лазер, потом снова насыпается порошок и так далее – на предыдущий слой наплавляется новый пластик. Потом изделие чистят, галтуют, обрабатывают ребята на производстве. Красят в тот цвет, который необходим пациенту, добавляют насадки – у нас есть перечень насадок на протезы. Скакалки, фонарики, лазеры, лопатки для блинчиков, палитры для красок — интересные штуки, которые расширяют возможности пациента.

Потом, когда протез покрашен, его собирают ребята на сборке. Собранный протез выдается пациенту, он примеряет его с культеприемной гильзой. Когда все хорошо, проходит реабилитация – это очень важная часть. Человек понимает, для чего ему выдали этот протез, для чего он необходим, как им в быту пользоваться. Если ребенок родился без руки, то он изначально не понимает, для чего ему это устройство – а оно, оказывается, помогает ему, расширяет возможности. Для этого нужна реабилитация. Постепенно, с каждым днем, проходится программа тренировок, которой нужно следовать и постоянно развиваться.

Помимо этого, существуют интересные игры – «кибатлетика». Моторика – первая в России компания, которая начала эту традицию, зародила российскую версию этих игр. Это интересные соревнования, в которых участвуют люди с различного рода инвалидностью. Соревнуются в том, как они лучше всего умеют пользоваться своими изделиями.

Здесь идет речь еще и о здоровом соперничестве мировых компаний-производителей – эти игры происходят на мировом уровне. Конкурс показывает, какое изделие, какой протез (коляска, протез ноги, нейроинтерфейс) сделан лучше, а какой нужно доработать. В этом году наша компания заняла четвертое место в мировом первенстве с одним из протезов, это очень хороший показатель. Игры обычно проводятся в Цюрихе, в этом году они были в сети, с прямой трансляцией; было очень напряженно.