Какие бывают протезы конечностей: основные виды, типы и современные решения

Утрата руки или ноги полностью меняет привычную жизнь человека. Раньше людям приходилось долго адаптироваться к тяжелым физическим ограничениям, но технологии развиваются стремительно. Потерянную конечность сейчас заменяют функциональные технические средства. Чтобы лучше разобраться в теме, нужно понять, что такое протезирование с технической и медицинской точек зрения. Процесс представляет собой воссоздание формы и функций ампутированной части тела. Инженеры и ортопеды создают индивидуальные аппараты, которые помогают людям возвращаться к работе, любимым хобби и самостоятельности. Подобная реабилитация решает сразу две задачи: возвращает человеку опору или хват, а также восстанавливает симметрию тела.

Механика против бионики: основные типы современных протезов

Если рассматривать протезирование конечностей в целом, то все аппараты можно разделить на несколько крупных категорий по принципу их работы и назначению. Они кардинально отличаются по способу управления, функционалу, стоимости производства. Еще один важный момент: при обсуждении темы часто возникает путаница в терминологии. Что такое экзопротез? Это внешнее устройство, которое надевают на культю, в отличие от эндопротезов, имплантируемых внутрь суставов во время хирургических операций. Теперь рассмотрим виды протезов конечностей.

Первичные и дефинитивные

Сразу после операции человек, как правило, получает так называемый лечебно-тренировочный протез. Его задача — не заменить конечность, а помочь телу адаптироваться. После ампутации культя меняет форму: спадает отёк, меняется объём тканей. Именно поэтому на постоянную конструкцию переходят позже, когда форма стабилизируется.

Дефинитивный, то есть постоянный, протез подбирают уже под устоявшуюся культю. Его изготавливают индивидуально, а в процессе носки несколько раз корректируют посадку.

Механические (тяговые и активные) протезные изделия

Механический протез работает за счёт усилий собственного тела пользователя. Движение руки в плечевом суставе передаётся через систему тросов и тяг к захвату кисти или крюку. Для ноги механические варианты управляются за счёт переноса веса тела и шага.

Преимущества таких систем хорошо известны специалистам: они не зависят от заряда батареи, легко обслуживаются и дают пользователю хорошую тактильную обратную связь. Человек чувствует сопротивление через тягу, интуитивно понимает усилие захвата. Для многих профессий и активностей это важнее, чем сложная электроника.

Бионические и миоэлектрические системы

Что такое бионический протез? По сути, это система с электронным управлением. Специальные датчики считывают биоэлектрические сигналы мышц культи, передают их на микропроцессор, а тот управляет электромотором. В результате движение получается более плавным и разнообразным, чем при тяговом управлении. Бионические модели поддерживают управление со смартфона, разные модули, например, NFC, кастомный дизайн.

Микропроцессорные коленные и голеностопные узлы способны адаптироваться к темпу ходьбы, рельефу поверхности. Часть из них обучается под конкретного пользователя, анализируя его паттерны движения. Современные протезы этого класса настраиваются через приложение на смартфоне, обновляют программное обеспечение по беспроводной связи.

Мы уже подробно разбирали виды протезов конечностей. Ознакомиться с моделями искусственных рук и ног можно в нашем блоге.

Из каких частей состоит современный протез

Чтобы разобраться, из чего состоит протез, удобно рассматривать его как конструктор. Каждый модуль решает конкретную задачу. При необходимости один модуль заменяют другим, не перерабатывая всю конструкцию.

Культеприемная гильза. Ключевой элемент любого протезного изделия. Именно она соединяет тело человека с механической частью конструкции. От точности её изготовления зависит почти всё: комфорт при ношении, распределение нагрузки, возможность нормально двигаться. Гильзу изготавливают строго индивидуально. Протезист снимает слепок или трёхмерный скан культи, затем по этим данным создаётся форма. Материалы бывают разные: жёсткие полимеры, мягкие силиконовые вкладыши, комбинированные конструкции. Правильная гильза не должна давить, натирать или оставлять следы на коже после снятия.

Система крепления и лайнеры. Лайнер — это мягкий чехол, который надевают непосредственно на культю. Он выполняет сразу несколько функций: защищает кожу от трения, создаёт равномерное прилегание, служит основой для фиксации протеза. Материалы лайнеров бывают силиконовыми или полиуретановыми — у каждого свои свойства по эластичности и теплопроводности. Крепление протеза к лайнеру обеспечивается по-разному: штыревой замок, где штырь на конце лайнера входит в специальный паз, или вакуумная система. Вакуум бывает пассивным (создаётся при нагрузке на протез) и активным, где небольшой насос постоянно поддерживает разрежение в гильзе. Последний вариант даёт более надёжную фиксацию, особенно при активных движениях.

Коленные и локтевые модули. Шарнирные узлы отвечают за сгибание в суставе. В самом простом варианте это механический шарнир с фрикционным сопротивлением, которое подбирается при настройке. Более сложные гидравлические и пневматические модули сглаживают движение за счёт сопротивления жидкости или воздуха в цилиндре.

Микропроцессорные коленные суставы — отдельная категория. Датчики внутри узла отслеживают угол, скорость движения, нагрузку на стопу. Процессор в режиме реального времени регулирует сопротивление, подстраиваясь под каждый шаг. При риске спотыкания система мгновенно увеличивает сопротивление и предотвращает падение. Для людей с ампутацией бедра это существенно повышает безопасность в повседневной жизни.

Стопы, кисти и рабочие насадки. Стопа — исполнительный элемент протеза ноги. Для повседневных задач подходят энергосберегающие карбоновые стопы: они накапливают энергию при нагрузке и возвращают её в момент отталкивания, как пружина. Ощущение шага при этом становится более естественным. Для рук используют многофункциональные кисти с несколькими режимами захвата. В зависимости от задачи пользователь переключается между щипковым, цилиндрическим, крючковым и другими захватами. Для рабочих специальностей вместо кисти часто выбирают функциональные насадки: они надёжнее в производственных условиях и не боятся загрязнений.

Электроника и датчики управления. В бионических системах электроника занимает центральное место. Миоэлектрические датчики размещают на внутренней поверхности гильзы в точках, где хорошо прощупывается активность мышц. При сокращении мышцы датчик регистрирует слабый электрический сигнал и передаёт его на контроллер. Аккумулятор обеспечивает автономную работу в течение рабочего дня. Программное обеспечение настраивается через Bluetooth-соединение со смартфоном: пользователь может корректировать чувствительность датчиков, порядок переключения режимов захвата и другие параметры. Часть производителей предоставляет приложение, которое ведёт статистику активности и помогает в реабилитации.

Как подбирают протез под образ жизни человека

Выбор конструкции определяется не только уровнем ампутации, но и тем, как человек планирует её использовать. Протезирование в медицине давно вышло за рамки стандартных решений. Сегодня протезисты ориентируются на конкретные задачи пациента.

Решения для повседневной активности

Большинству людей нужен протез, с которым комфортно провести целый день: пройтись до магазина, приготовить еду, поработать за компьютером, заняться домашними делами. Для таких задач приоритетны лёгкость конструкции, простота надевания, устойчивость при ходьбе по разным поверхностям. Гильза при этом должна сидеть плотно, но не давить. Стопа подбирается с умеренной жёсткостью, чтобы не уставали мышцы спины и здоровые суставы. Для руки базовая многозахватная кисть или надёжная тяговая конструкция покрывают большинство бытовых сценариев.

Протезы для работы и физических нагрузок

Если человек работает физически: строитель, слесарь, садовод — к протезу предъявляются другие требования. Нужна повышенная прочность узлов, стойкость к вибрации, загрязнениям, надёжное крепление на культе при больших нагрузках. Для руки в таких случаях часто выбирают специальные рабочие насадки вместо многозахватной кисти. Насадка под конкретный инструмент: дрель, ключ, лопату — позволяет работать с полной нагрузкой без риска повредить дорогостоящую механику кисти. Тяговые механические системы здесь нередко предпочтительнее бионических именно из-за надёжности, простоты обслуживания.

Спортивные модели

Для активного спорта выпускают специализированные протезы, принципиально отличающиеся от повседневных. Беговая карбоновая стопа не имеет анатомической формы: она представляет собой изогнутую рессору, которая накапливает и возвращает энергию шага. Именно такие конструкции позволяют людям с ампутацией участвовать в соревнованиях по лёгкой атлетике. Для езды на велосипеде, плавания, занятий в тренажёрном зале существуют свои варианты с усиленными шарнирами и амортизирующими узлами. Спортивный протез не заменяет повседневный, его используют только во время тренировок или соревнований.

Протезы для воды и плавания

Отдельная тема — конструкции для использования в воде. Обычные протезы не приспособлены к постоянному контакту с водой: металлические элементы ржавеют, электроника выходит из строя, лайнеры теряют форму. Водостойкие модели изготавливают из коррозионностойких материалов: анодированного алюминия, титана, пластиков. Стопа таких протезов имеет дренажные отверстия, через которые вытекает вода, нескользящее покрытие подошвы. Некоторые модели рассчитаны только на бассейн, другие подходят для морской воды. Электронных компонентов в них нет или они надёжно герметизированы.

Заключение

Чтобы реабилитация прошла успешно, необходимо четко представлять весь путь от первичной консультации до уверенного использования в быту искусственного заменителя утраченной конечности. Специалисты «ОртоПротез» всегда подбирают конкретные виды протезов коллегиально, учитывая медицинские показания, финансовые возможности человека. В каталоге вы можете ознакомиться с нашими ТСР. Не стоит стремиться к покупке самой сложной модели, если в ней нет реальной необходимости для повседневной жизни.