Бінарна алгебраїчна операція
Химия

Застосування електроніки та біомеханіки при протезуванні


Застосування електроніки та біомеханіки при протезуванні

Завантажити доповідь: Застосування електроніки та біомеханіки при протезуванні

Відновлення пошкоджених або заміна повністю втрачених внаслідок хвороби чи травми окремих органів людини – одна з проблем медичної практики якої сьогодні займаються лікарі у тісному союзі з фахівцями у галузі електроніки та біоніки.

Починаючи з античних часів і до цього дня, людська винахідницька думка з невідступною пристрасністю та завзятістю шукає способи створення штучної руки, яка б у своїй досконалості була найближчою до природної.

Але спроби створення механічної подоби кисті, що приводиться в рух тими чи іншими групами м’язів, бажаного результату не давали.

Становище змінилося лише до середини цього століття. В результаті досягнутого високого рівня розвитку електрофізіології, основ автоматичного управління, біомеханіки — нової гілки біоніки та електронної техніки — почали вимальовуватися нові шляхи вирішення задачі. Великою мірою цьому сприяло утвердження кібернетичного підходу до вивчення загальних закономірностей управління функціями живого організму. У результаті народилося принципово новий напрямок у протезуванні кінцівок — створення протезів з біоелектричною системою управління та біокерованих протезів.

1956 року радянськими вченими А.Є. Кобринський, Я.С. Якобсон, Є.П. Поляним, Я.Л. Славуцьким, А.Я. Сисіним, М.Г. Брейдо, В.С. Гурфінкелем, М.Л. Цетліним у Центральному науково-дослідному інституті протезування та протезобудування Міністерства соціального забезпечення РРФСР було створено макетний зразок «біоелектричної руки» — протеза, керованого за допомогою біострумів м’язів кукси. Це «диво ХХ століття», яке вперше демонструвалося в радянському павільйоні на Всесвітній виставці в Брюсселі.

Штучна рука, створена радянськими вченими, повернула до повноцінного життя тисяч людей. У Канаді, Англії та інших країнах придбано ліцензії на радянську біоелектричну руку.

Власник штучної руки користується їй дуже просто, без будь-яких неприродних зусиль: мозок віддає м’язам наказ скоротитися, після чого легке скорочення одного м’яза кукси змушує кисть стиснутися, скорочення іншої — розкриває її. Протез надійно працює при будь-якому положенні руки, за його допомогою людина може самостійно обслуговувати себе: одягнутися, взутися, за обіднім столом керуватися ножем та вилкою за всіма правилами гарного тону, а також писати, креслити тощо. Більше того, впевнено працювати напилком і ножівкою, пінцетом і ножицями і навіть керувати транспортним засобом.

Багато вчених, які працюють над проблемою штучного зору, намагаються активізувати потенційні можливості сліпих мозку. Розроблена американськими вченими електронна система штучного зору побудована так: у очницях сліпого встановлюються скляні очі — високочутливі екрани, що сприймають світлові хвилі (замість сітківки).

Скляні очі, що містять матриці світлочутливих елементів, з’єднуються з м’язами зорових органів сліпого, що збереглися. Завдяки зусиллю очних м’язів положення цих екранів (камер) можна змінювати, спрямовуючи їх на той чи інший об’єкт. У дужках темних фальшивих окулярів, що замінюють оптичний нерв, розміщені мікровузли, що перетворюють зображення, що «зчитується» з екрана, яке передається в електронний блок, пов’язаний з електродами, кінчики яких введені в ділянки головного мозку, що відають зором. З’єднання електронних схем з імплантованими електродами проводиться або по проводах з підшкірним роз’ємом, або через передавач, що встановлюється зовні і має індуктивний зв’язок з вживленою частиною системи під черепною коробкою.

Щоразу, коли екран в очниці сліпого реєструє якийсь нескладний об’єкт, мініатюрна ЕОМ у дужці окулярів перетворює зображення на імпульси. У свою чергу електроди «переводять» їх у ілюзорне відчуття світла, що відповідає певному просторовому образу.

Ще багато зробити, щоб подібні системи штучного зору стали високоефективними приладами, які приносять реальну користь не окремим пацієнтам, а тисячам і тисячам сліпих.

Не менш успішно ведуться роботи з створення електронних пристроїв для людей, які частково або повністю втратили слух.

Один з найзручніших апаратів, підсилювальний тракт якого побудований на одній інтегральній мікросхемі. Його вага трохи більше 7 грамів. Електретні мікрофони, що застосовуються, з вбудованими витоковими повторювачами мають високу чутливість.

Значно складніше повернути людині слух за повної його втрати. Зазвичай глухим вживлюють у равлика внутрішнього вуха одноканальні електроди (замість нервів), що дозволяє їм чути, наприклад, звуки телефонного або дверного дзвінка. З появою мікропроцесорів виникла можливість обробки звуків, що сприймаються, для виділення складових тональних сигналів, що подаються на окремі канали багатоканального апарату штучного слуху, що синтезують початкові сигнали в слуховій ділянці кори головного мозку.

Ми ще мало знаємо про дивовижні здібності живих організмів дізнаватись про події зовнішнього світу. Коли нейрофізіологи та біоніки більше дізнаються про них, можна буде створити і «електронні вуха» та «електронні очі», які нададуть неоціненну допомогу мільйонам людей.

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *