Рекомендация
Студентам
Вы можете использовать данную статью как часть или основу своего реферата или даже дипломной работы или своего сайта
Просто перейдите по ссылке ниже, редактируйте статью, все картинки тоже доступны, все бесплатно
Редактировать статью?!
Скачать статью в формате PDF
Сохраните результат в MS Word Docx или PDF, делитесь с друзьями, спасибо :)
Категории статей
Применение электроники и биомеханики при протезировании
Восстановление поврежденных или замена полностью утраченных в результате болезни или травмы отдельных органов человека — одна из проблем медицинской практики, которой сегодня занимаются врачи в тесном союзе со специалистами в области электроники и бионики.
Начиная с античных времен и по сей день, человеческая изобретательская мысль с неотступной страстностью и упорством ищет способы создания искусственной руки, которая бы в своем совершенстве была наиболее близка к природной.
Но попытки создания механического подобия кисти, приводимого в движение теми или иными группами мышц, желаемого результата не давали.
Положение изменилось лишь к середине текущего столетия. В результате достигнутого высокого уровня развития электрофизиологии, основ автоматического управления, биомеханики — новой ветви бионики и электронной техники — начали вырисовываться новые пути решения задачи. В большой мере этому способствовало утверждение кибернетического подхода к изучению общих закономерностей управления функциями живого организма. В итоге родилось принципиально новое направление в протезировании конечностей — создание протезов с биоэлектрической системой управления и биоуправляемых протезов.
В 1956 году советскими учеными А. Е. Кобринским, Я. С. Якобсоном, Е. П. Поляным, Я. Л. Славуцким, А. Я. Сысиным, М. Г. Брейдо, В. С. Гурфинкелем, М. Л. Цетлиным в Центральном научно-исследовательском институте протезирования и протезостроения Министерства социального обеспечения РСФСР был создан макетный образец "биоэлектрической руки" — протеза, управляемого с помощью биотоков мышц культи. Это "чудо ХХ века" впервые демонстрировалось в советском павильоне на Всемирной выставке в Брюсселе.
Искусственная рука, созданная советскими учеными, вернула к полноценной жизни тысячи людей. В Канаде, Англии и других странах приобретены лицензии на советскую биоэлектрическую руку.
Обладатель искусственной руки пользуется ей очень просто, без каких-нибудь неестественных усилий: мозг отдает мышцам приказание сократиться, после чего легкое сокращение одной мышц культи заставляет кисть сжаться, сокращение другой — раскрывает ее. Протез надежно работает при любом положении руки, с его помощью человек может самостоятельно обслуживать себя: одеться, обуться, за обеденным столом управляться с ножом и вилкой по всем правилам хорошего тона, а также писать, чертить и т. п.
Более того, уверенно работать напильником и ножовкой, пинцетом и ножницами и даже управлять транспортным средством.
Многие ученые, работающие над проблемой искусственного зрения, пытаются активизировать потенциальные возможности мозга слепых. Разработанная американскими учеными электронная система искусственного зрения построена следующим образом: в глазницах слепого устанавливаются стеклянные глаза — высокочувствительные экраны, воспринимающие световые волны (вместо сетчатки). Стеклянные глаза, содержащие матрицы светочувствительных элементов, соединяются с сохранившимися мышцами зрительных органов слепого. Благодаря усилию глазных мускулов положение этих экранов (камер) можно менять, направляя их на тот или иной объект. В дужках темных фальшивых очков, заменяющих оптический нерв, размещены микроузлы, преобразующие изображение, "считываемое" с экрана, которое передается в электронный блок, связанный с электродами, кончики которых введены в участки головного мозга, ведающие зрением. Соединение электронных схем с вживленными электродами производится либо по проводам с подкожным разъемом, либо через передатчик, устанавливаемый снаружи и имеющий индуктивную связь с вживленной частью системы под черепной коробкой.
Каждый раз, когда экран в глазнице слепого регистрирует какой-либо несложный объект, миниатюрная ЭВМ в дужке очков преобразует изображение в импульсы. В свою очередь электроды "переводят" их в иллюзорное ощущение света, соответствующее определенному пространственному образу.
Предстоит еще много сделать, чтобы подобные системы искусственного зрения стали высокоэффективными приборами, приносящими реальную пользу не отдельным пациентам, а тысячам и тысячам слепых.
Не менее успешно ведутся работы и по созданию электронных устройств для людей, частично или полностью потерявших слух.
Один из наиболее удобных аппаратов, усилительный тракт, которого построен на одной интегральной микросхеме. Его вес не более 7 граммов. Применяемые электронные микрофоны со встроенными истоковыми повторителями, имеющими высокую чувствительность.
Значительно сложнее вернуть человеку слух при полной его потере. Обычно глухим вживляют в улитку внутреннего уха одноканальные электроды (вместо нервов), что позволяет им слышать, например, звуки телефонного или дверного звонка. С появлением микропроцессоров возникла возможность обработки воспринимаемых звуков для выделения составляющих тональных сигналов, подаваемых на отдельные каналы многоканального аппарата искусственного слуха, синтезирующие первоначальные сигналы в слуховом участке коры головного мозга.
Мы еще мало знаем об удивительных способностях живых организмов узнавать о событиях внешнего мира. Когда нейрофизиологи и бионики побольше узнают о них, можно будет создать и "электронные уши" и "электронные глаза", которые окажут неоценимую помощь миллионам людей.
Источник: stomfak.ru
