Механика восстановления. Экзоскелеты сегодня и завтра

Елена Письменная

Директор по науке Общества с ограниченной ответственность «ЭкзоАтлет» Елена Письменная рассказала о том, как передовые прототипы экзоскелетов помогают в восстановлении моторных функций человека.

Конспект

Спикер: Елена Письменная, директор по науке компании ExoAtlet

В видеоролике рассказывается о механике восстановления с помощью экзоскелетов, биомеханике движения, как это происходит и почему вообще это возможно, что такое пассивный и активный экзоскелет, как они устроены.

Задачи и сферы применения экзоскелетов

Экзоскелет — это конструкция, помогающая человеку совершать движения конечностями, если таковая природная возможность отсутствует. Задачи экзоскелета могут быть медицинскими и промышленными:

  • восстановление функции ходьбы после тяжелых травм;
  • помощь в движении детям с ДЦП, различными нервными заболеваниями;
  • распределение нагрузки при переносе тяжестей в рабочих условиях.

Строение и функции

Здесь нужно уточнить, чем отличается пассивный экзоскелет от активного:

  • Пассивный — это некоторое механическое устройс
тво, надеваемое сверху на человека, «exo» — это внешний, «скелет» — выполнение скелетной функции.
  • Активные скелеты предполагают обязательно наличие различных приводов. В каких они суставах будут стоять, это уже зависит от решаемых задач. И по этой причине они могут иметь разные конструкции. «Вот, например, наш первый экзоскелет, который был создан, он состоял из 4 приводов. Содержал привод колено, привод бедра, аккумуляторы. Естественно, главный контроллер, который обрабатывал всю информацию, которая собирается сенсорной системой», — поясняет спикер. 
  • Устройство также обусловлено индивидуальностью человеческого тела — люди все разного роста, разной комплекции, и надо как-то обеспечить доступ к этому устройству людям с разными антропометрическими параметрами. Для этого были разработаны специальные механизмы настройки бедра, голени, стопы.

    Биомеханика ходьбы или как организм управляет экзоскелетом

    Единственным движителем в организме являются мышцы, их в ходьбе участвует более 200, и каждая из них работает строго в свою фазу шага, то есть локомоторного цикла, и если происходит какой-то сбой, то это уже ходьба неправильная, так называемая патологическая. И некоторые мышцы просто невозможно запустить, потому что, что-то произошло с элементами нервной системы, с этим уже ничего не сделать.

    При разработке экзоскелетов ученым пришлось изучать соматическую нервную систему и составляющие ее нейроны — принципы их действия, особенности передачи информации к мышцам в виде электрических импульсов, а также функционирование мышц, их синхронизацию во всем теле.

    Далее разговор переходит к примерам из работы с отдельными пациентами. Елена Письменная рассказывает подробности реабилитации людей с различными травмами и заболеваниями — рассеянным склерозом, спинальными травмами и зачем им нужны экзоскелеты. Многим пациентам с помощью экзоскелетов удалось встать на ноги после многих лет, проведенных в инвалидных колясках.

    Ходьбе все возрасты покорны

    В завершение выступления спикер рассказывает о изделиях для людей разных возрастов. Есть экзоскелеты для самых маленьких деток, которые не умели ходить с рождения. Также для подростков, ведь они не менее чем взрослые подвержены травматизму. И, конечно, для пожилых людей, чьи функции ходьбы утрачиваются в связи с возрастными изменениями организма и хроническими заболеваниями.