Вялікае паўстанне - канец інвалідным каляскам?

Той, хто ніколі не карыстаўся інваліднай каляскай, можа падумаць, што розніца паміж ёй і экзашкілетам невялікая, ці нават што менавіта інвалідны вазок забяспечвае мабільнасць, хутчэйшае і эфектыўнае перамяшчэнне. Аднак спецыялісты і самі інваліды падкрэсліваюць, што для паралізаваных вельмі важна не толькі перамяшчацца, але і ўставаць з інваліднай каляскі і прымаць вертыкальнае становішча.

12 чэрвеня 2014 г., незадоўга да В 17 па мясцовым часе на «Арэне Карынтыанс» у Сан-Паўлу малады бразілец замест інвалідная каляскатам, дзе ён звычайна ходзіць, ён выйшаў на поле нагамі і зрабіў свой першы пас на чэмпіянаце свету па футболе. На ім быў экзашкілет, кіраваны розумам (1). 

1. Першы ўдар па мячы на ​​ЧС у Бразіліі

Прадстаўленае збудаванне стала вынікам шматгадовай працы міжнароднай групы навукоўцаў, засяроджанай на праекце "Зноў ідзі". У адзіноцтве экзашкілет Зроблена ў Францыі. Працу каардынаваў Гордан Чэнг з Тэхнічнага ўніверсітэта Мюнхена, а тэхналогія чытання мазгавых хваль распрацоўвалася ў асноўным у ЗША, там жа ва Універсітэце Дьюка.

Гэта была першая масавая прэзентацыя кіравання розумам у механічных прыладах. Да гэтага экзашкілеты прадстаўляліся на канферэнцыях або здымаліся ў лабараторыях, а запісы часцей за ўсё знаходзіліся ў Інтэрнеце.

экзашкілет быў пабудаваны доктарам Мігелем Нікалелісам і камандай са 156 навукоўцаў. Яго афіцыйную назву — BRA-Santos-Dumont, у гонар Альберта Сантас-Дзюмона, бразільскага піянера. Акрамя таго, дзякуючы зваротнай сувязі пацыент павінен "адчуваць" тое, што ён робіць, праз сістэмы электронных датчыкаў, размешчаных у экіпіроўцы.

Увайсці ў гісторыю сваімі нагамі

Гісторыя 32-гадовай Клэр Ломас (2) паказвае, што экзашкілет ён можа адкрыць інваліду дарогу ў новае жыццё. У 2012 годзе брытанская дзяўчына, паралізаваная ніжэй пояса, праславілася, прайшоўшы трасу Лонданскага марафону. Ёй спатрэбілася семнаццаць дзён, але яна зрабіла гэта! Подзвіг аказаўся магчымым дзякуючы ізраільскаму шкілетону ReWalk.

2. Клэр Ломас у экзоскелет ReWalk

Дасягненне спадарыні Клэр было названа адной з найвялікшых тэхналагічных падзей 2012 года. У наступным годзе яна пачала новую гонку са сваімі слабасцямі. На гэты раз яна вырашыла праехаць 400 міль або больш за 600 км на веласіпедзе з ручным прывадам.

Па дарозе яна старалася наведаць як мага больш гарадоў. Падчас прыпынкаў яна заснавала ReWalk і наведвала школы і розныя ўстановы, расказваючы пра сябе і збіраючы сродкі для дапамогі людзям з траўмамі пазваночніка.

Экзашкілеты пакуль не заменіць інвалідныя каляскі. Напрыклад, яны занадта марудныя, каб паралізаваны чалавек мог бяспечна перайсці дарогу. Аднак гэтыя структуры былі выпрабаваныя зусім нядаўна, і яны ўжо могуць прынесці шмат карысці.

Акрамя магчымасці пераадолення бар'ераў і псіхалагічнага камфорту, шкілет дае інваліду-вазочніку шанц на актыўную рэабілітацыю. Вертыкальнае становішча ўмацоўвае сэрца, цягліцы, кровазварот і працу іншых частак цела, саслабленых штодзённым сядзеннем.

Шкілет з джойсцікам

Кампанія Berkeley Bionics, вядомая сваім праектам ваеннага экзашкілета HULC, прапанавала пяць гадоў таму экзашкілет для людзей з абмежаванымі магчымасцямі называецца - eLEGS (3). Гэта просты ў выкарыстанні дызайн, распрацаваны для паралізаваных людзей. Ён важыць 20 кг і дазваляе хадзіць са хуткасцю да 3,2 км/г. на шэсць гадзін.

Прылада была распрацавана такім чынам, каб карыстач, прыкаваны да інваліднай каляскі, мог усяго за некалькі хвілін надзець яе і адправіцца ў шлях. Іх апранаюць на адзенне і абутак, зашпіляюць на ліпучкі і спражкі накшталт тых, што выкарыстоўваюцца ў заплечніках.

Упраўленне ажыццяўляецца з дапамогай жэстаў, якія інтэрпрэтуюцца Экзоскелет бартавы кампутар. Хада ажыццяўляецца з выкарыстаннем мыліц, каб дапамагчы вам захаваць раўнавагу. ReWalk і аналагічныя амерыканскія eLEGS адносна лёгкія. Трэба прызнаць, што яны не забяспечваюць поўнай устойлівасці, адгэтуль і згаданая неабходнасць апоры на мыліцы. Новазеландская кампанія REX Bionics пайшла па іншым шляху.

4. Экзашкілет ад Rex Bionics

Пабудаваны ёю REX важыць цэлых 38 кг, але ён вельмі ўстойлівы (4). Ён можа зладзіцца нават з вялікім адхіленнем ад вертыкалі і стаяннем на адной назе. Ён таксама апрацоўваецца па-рознаму. Замест балансавання цела карыстач выкарыстоўвае невялікі джойсцік. На распрацоўку рабатызаваных экзоскелета, або скарочана REX, сышло больш за чатыры гады, і ён быў упершыню прадэманстраваны 14 ліпеня 2010 года.

Ён заснаваны на ідэі экзоскелета і складаецца з пары рабатызаваных ног, якія дазваляюць уставаць, хадзіць, рухацца бокам, паварочвацца, нахіляцца і, нарэшце, хадзіць. Гэтая прапанова для людзей, якія штодня выкарыстоўваюць традыцыйныя прадукты. інвалідная каляска.

Апарат атрымаў усе неабходныя мясцовыя стандарты і створаны з улікам прапаноў шэрагу спецыялістаў па рэабілітацыі. Навучанне хадзьбе з рабатызаваных нагамі займае два тыдні. Вытворца праводзіць навучанне ў REX Center у Оклендзе, Новая Зеландыя.

Мозг уступае ў гульню

Нядаўна інжынер з Х'юстанскага ўніверсітэта Хасэ Контрерас-Відаль інтэграваў мазгавы інтэрфейс BCI у новазеландскі экзоскелет. Такім чынам, REX замест палкі таксама можа кіравацца розумам карыстальніка. І, вядома ж, гэта не адзіны тып экзоскелета, які дазваляе яму "кіравацца мозгам".

Група карэйскіх і нямецкіх вучоных распрацавала дзеючы сістэма кіравання экзашкілетам рухі ніжніх канечнасцяў з дапамогай мазгавога інтэрфейсу на аснове электраэнцэфалаграфічнай прылады і святлодыёдаў.

Інфармацыя аб гэтым рашэнні - надзвычай перспектыўным з пункту гледжання, напрыклад, карыстальнікаў інвалідных калясак - з'явілася некалькі месяцаў таму ў спецыялізаваным часопісе "Journal of Neural Engineering".

Сістэма дазваляе вам рухацца наперад, паварочваць налева і направа і захоўваць устойлівасць на месцы. Карыстальнік апранае на галаву тыповыя "навушнікі" ЭЭГ і пасылае адпаведныя імпульсы, факусуючыся і гледзячы на ​​масіў з пяці святлодыёдаў.

Кожны святлодыёд міргае з вызначанай частатой, і чалавек, які выкарыстоўвае экзоскелет, факусуецца на абраным святлодыёдзе з вызначанай частатой, што прыводзіць да якое адпавядае чытання імпульсаў мозгу на ЭЭГ.

Як няцяжка здагадацца, гэтая сістэма патрабуе некаторай падрыхтоўкі, але, як запэўніваюць распрацоўшчыкі, яна эфектыўна ўлоўлівае патрэбныя імпульсы з усяго мазгавога шуму. Звычайна падыспытным патрабавалася каля пяці хвілін, каб навучыцца эфектыўна кіраваць экзашкілетам, які рухае іх нагамі.

Акрамя экзашкілетаў.

Экзашкілеты замест інвалідныя каляскі – гэтая тэхналогія толкам не квітнела, а з'яўляюцца яшчэ навейшыя канцэпцыі. Калі можна розумам кіраваць інэртнымі механічнымі элементамі экзашкілеттады чаму б не выкарыстоўваць інтэрфейс накшталт BCI для інэртных цягліц паралізаванага чалавека?

5. Паралізаваны чалавек ходзіць з ІМК без экзашкілета.

Гэтае рашэнне было апісана ў канцы верасня 2015 г. у часопісе NeuroEngineering and Rehabilitation Спецыялісты з Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Ірвайне на чале з доктарам Ан Да аснасцілі 26-гадовага паралізаванага на працягу пяці гадоў пілотам ЭЭГ. на яго галаве і ў электроды, якія ўлоўліваюць электрычныя імпульсы ў цягліцах, якія атачаюць яго абезрухомленыя калені (5).

Перш чым ён змог зноў выкарыстоўваць свае ногі пасля многіх гадоў нерухомасці, яму, відавочна, прыйшлося прайсці звычайную падрыхтоўку для людзей, якія выкарыстоўваюць інтэрфейсы BCI. Ён вучыўся ў віртуальнай рэальнасці. Яму таксама прыйшлося ўмацаваць мышцы ног, каб вытрымаць вагу свайго цела.

Яму ўдалося прайсці 3,66 метра з ходункамі, дзякуючы чаму ён захаваў раўнавагу і перанёс частку вагі свайго цела. Як бы дзіўна і парадаксальна гэта не гучала - ён здабыў кантроль над сваімі канечнасцямі!

Паводле слоў вучоных, якія праводзілі гэтыя эксперыменты, гэта тэхніка разам з механічнай дапамогай і пратэзаваннем можа вярнуць значную частку рухомасці інвалідам і нават паралізаваным людзям і даць больш псіхалагічнага задавальнення, чым экзашкілеты. Так ці інакш, вялікае паўстанне з вазоў здаецца непазбежным.