[TIFLO] Харьковские ученые - основоположники отечественного биопротезостроения
Харьковские ученые - основоположники отечественного биопротезостроения
17.08.2009
Дмитрий Тимошенко
Совсем недавно шотландская фирма Touch Bionics презентовала уникальное изобретение
- биопротез руки, управляемый силой мысли. В этом году компания наладила
производство таких рук, существенной доработкой считается то, что новые протезы
<чувствуют> предметы. Все новое - хорошо забытое старое. Аналогичные биопротезы,
с системой пропорционального управления, были разработаны харьковскими учеными
еще в славные 70-е годы.
Одним из первых на себе их испытал заведующий конструкторским бюро Харьковского
института ортопедии и травматологии Василий Капуста.
У Василия Лаврентьевича, оставшегося после ампутации без обеих рук, был механический
протез с тяговой системой управления. С помощью этого протеза он выполнял
сложные чертежные работы. Как заведующий КБ института и консультант по обучению
инвалидов он многое сделал для практического применения протезирования
с целью восстановления трудоспособности инвалидов. Многого достиг в области протезирования
кисти. Примерный семьянин, Василий Капуста будто не замечал
своего изъяна. Руководитель КБ вел полноценный образ жизни, по утрам занимался
гимнастикой. Еще у Капусты имелась характерная черта: любил он прогуливаться
недалеко от стройки и подолгу наблюдать за работой башенных кранов.
Коллектив института всегда жил большой дружной семьей. Праздники и будни, трудности
и радости были общими.
И вот в 1973 году представлена защита кандидатской диссертации Владимира Гибнера
<Система пропорционального управления с электрической обратной связью для
биопротеза>. В аудитории присутствуют члены ученого совета и вся профессура -
состоявшаяся и будущая: директор института академик Алексей Корж, Зоя Мителева,
Александр Корольков и многие другие. Все это снимает на пленку фотограф Никанорыч
(в прошлом физик А. Н. Кузнецов). Защита прошла блестяще.
Но скоро, в этом же году, по случаю какого-то праздника, кажется Дня медика,
все собрались в аудитории. Проводились награждения среди своих, и какую-то
грамоту собирались вручить Гибнеру. Зал замер в ожидании: вместо него выходит
Капуста и играет на фортепьяно <Чижика-пыжика> своими руками (!). <Ничего,
ничего! - раздаются одобрительные возгласы. - Скоро Василий Лаврентьевич концерты
будет давать>. <Что вы ерунду говорите? Я, извиняюсь, теперь могу сходить
в уборную как мужчина и без свидетелей>, - шутит Капуста. <Не надо, мы верим!>
- со смехом взмолилась аудитория. <Да я и не собираюсь, просто вы поймите
мою радость>, - улыбается Василий Лаврентьевич.
- В биопротезировании верхней конечности мы не были первыми, - вспоминает сегодня
главный научный сотрудник института профессор Дмитрий Александрович Яременко
(на фото), - мы продвигались параллельным путем с московскими коллегами. Зато
в биопротезировании нижней конечности мы были первыми в Украине и, не побоюсь
этого слова, в СССР. В стенах Укрниипротезирования таких протезов мы изготовили
три экземпляра, заведующим лабораторией нижней конечности тогда был кандидат
технических наук А.Н. Ситенко, а непосредственным исполнителем - московский аспирант-харьковчанин
Евгений Коновалов. Я состою в соавторстве разработки
модульного биопротеза нижней конечности с запрограммированным локомоторным актом.
В протезировании верхней конечности Владимир Гибнер, по словам Дмитрия Александровича,
был отличным, умным исполнителем и талантливейшим изобретателем.
Ему лишь посчастливилось стоять у истоков открытия. Биопротезы - заслуга целой
плеяды ученых: это и академик Алексей Корж, и руководитель лаборатории протезов
верхней конечности Валерий Чернышев, и научный сотрудник Евгений Яровой, практически
реализатор всех тех идей, которые были связаны с созданием биопротезов.
В самом общем плане биопротезирование в институте имени М. Ситенко началось с
идеи интенсивного протезирования прямо на операционном столе. (Это очень
важно в психологическом плане.) Появились тотально-контактные вакуумные культеприемники,
неспадающие протезы из армированного полиэтилена, юстировочное
устройство для голени, скелетированные гильзы для приема бедра и функционально-корректирующий
корсет для детей, страдающих сколиозом. Однако протезирование
инвалидов механическими протезами в ряде случаев не удовлетворяло функциональные
запросы, предъявляемые инвалидами к протезам. Открытие учеными биоимпульсов
свершило настоящую революцию в протезировании того времени. Оказалось, что после
утраты конечности у человека очень долго сохраняется фантом руки или ноги.
Ученых заинтересовали достижения электроники и робототехники, появление <рабочих>
биороботов, особенно за рубежом. Были разработаны специальные приемники
импульсов, передаваемых биотоками, приводящие в действие электропривод. Впервые
в СССР в Центральном НИИ протезирования и протезостроения (ЦНИИПП, Москва)
был создан биопротез с релейной системой управления с использованием внешних
источников питания. Такие протезы были способны заменить механические. Управление
биоэлектрическим протезом с использованием внешних источников питания осуществлялось
путем снятия и усиления биоэлектрических потенциалов с усеченных мышц
культи. Что по своей природе приближается к естественному управлению здоровой
рукой.
В стенах ортопедии академик А.А. Корж организовал разработку системы пропорционального
управления, способной дозировать силу схвата пальцами искусственной
кисти в зависимости от объема и плотности предмета.
Работа велась скрупулезная, <руки> были буквально напичканы электроникой. Проектировал
и паял схемы Гибнер, многие элементы рождались в лаборатории новых
материалов, другие части изготовляли в мастерской при институте, некоторые узлы
и микродвигатели доставлялись с военных предприятий.
В институте лечили мальчика, Глеба Ясакова, которого привезли в виде <обрубка>:
у него был только кусочек руки. Ребенок лежал в специальной коляске, которой
управлял при помощи культи и палочки. Глеб намеревался покончить с собой, но
Зоя Мителева уговорила его не делать этого. Мальчику поставили биопротез правой
руки и сделали очень сложную операцию, чтобы он мог приводить себя в вертикальное
положение. <Когда мальчика привезли впервые, он просил не возиться с
ним. Все равно, мол, покончит с собой, - вспоминает заворгметотдела Зоя Мителева.
- А после лечения он приехал на коляске и дает мне большую жменьку конфет.
Мне эти конфеты были вообще не нужны, но ему так хотелось отблагодарить меня.
Я их взяла, поблагодарив Глеба, положила их в карман. Нельзя не принимать
благодарности от больных>.
В 1974 году отдел протезирования был передан из института ортопедии в Украинский
центральный институт экспертизы трудоспособности и организации труда инвалидов,
на базе которого в 1976 году организовали Украинский НИИ протезирования, протезостроения
и восстановления трудоспособности инвалидов. Возглавил новоиспеченное
учреждение Дмитрий Яременко. Туда были переведены практически все работники отдела
протезирования. Ортопедический же институт с новым названием и, соответственно,
профилем продолжал свою деятельность - но в других направлениях. В 1986 году
Дмитрий Яременко вернулся в институт имени М. Ситенко и через три года возглавил
научно-организационный отдел. Сейчас он - главный научный сотрудник института.
- Дмитрий Александрович, расскажите, пожалуйста, о специфике работы возглавляемого
вами с 1974 года НИИ протезирования.
- Наша деятельность в области биопротезирования преимущественно была связана
с разработкой техники по обучению людей с ограниченными возможностями как можно
быстрее привыкнуть к биопротезу. На первом и втором этапах проводилось протезирование
и обучение, психологическая адаптация и, наконец, переквалификация
с последующим трудоустройством. Еще в институте ортопедии и травматологии мы
соорудили специальный стенд по восстановлению трудоспособности, на котором
пациент обучался работать биопротезом, а мы оценивали качество протеза и постепенно
его совершенствовали. Если на первых биопротезах действовали пальцы
только на захват, то на последующих моделях постепенно появлялись и другие функции.
От одной пары движения мы поэтапно переходили к двум, добавляли ротационные
движения кисти и так далее. За нами было закреплено предприятие, на котором изготовлялись
такие протезы. Мы замкнули на себе два техникума и несколько
предприятий для трудоустройства инвалидов. Тогда был впервые решен вопрос социально-трудовой
реабилитации. Затем на базе ортопедического трудового профилактория
появилась экспериментальная станция при институте труда. Их объединили и создали
Институт экспертизы трудоспособности инвалидов. Но вскоре <трудоустройство>
заменили рекомендацией. А впоследствии с моим приходом в институт протезирования
его переименовали и впервые в Украине был создан научный центр реабилитации
инвалидов ортопедо-травматологического профиля. Пока я возглавлял институт протезирования,
каждый год биопротезы рук ставили более чем 50-ти инвалидам.
Очень жаль, что с 1991 года биопротезирование инвалидов с ампутационными культями
у нас пошло на спад. Я был на протезном предприятии около полугода назад,
мы проводили там заседание общества. И мне сообщили, что участок по производству
протезов с биоэлектрическим управлением больше не функционирует. Раньше,
в эпоху развитого социализма, государство выделяло средства (один такой протез
стоил около двух тысяч советских рублей), сейчас Украина не в состоянии
заниматься этим. А чтобы перевести на коммерческую основу, нужна невероятно огромная
сумма денег. К тому же производство таких протезов нерентабельно.
Теперь выходит, что наука оторвана от самого главного - от производства, а значит,
от практической реализации идей.
- В чем состояла особенность ваших протезов?
- Во всем Советском Союзе биопротезы изготовляли только наш институт и Москва.
Биопротезы московского Центрального института - системы релейного управления
и они имеют ряд преимуществ. Это, во-первых, компактность. <Слабостью> московского
биопротеза было то, что его система управления не обеспечивала дозированную
силу схвата в зависимости от плотности и объема предмета. Наш биопротез, с системой
пропорционального управления, намного практичнее. Представьте разницу:
захотели вы перевернуть страницу книги - или держаться за поручень в общественном
транспорте. Усилия разные, энергозатраты - тоже. В этом важную роль играет
обратная связь. Иначе биопротез может израсходовать на один импульс всю энергию
и деформироваться. Поэтому у нас сила схвата дозировалась, но, к сожалению,
источник питания выносной. Пациенту необходим был на одежде специальный карман,
к которому протягивалась проводка. У москвичей же батареи устанавливались
непосредственно в протез, который выглядел гораздо изящнее. И потому когда нас
приглашали во Францию на международную выставку, мы не поехали: было несолидно.
С появлением наших протезов институт протезирования, созданный на базе ортопедического
института, приобрел всесоюзное значение. С этого момента институту
протезирования вменяются функции республиканской комиссии по определению показаний
для снабжения инвалидов льготным транспортом.
- Насколько мне известно, зарубежные компании применяют метод управления биопротезом,
очень похожий на ваш. Продолжается ли в стенах института имени М.
Ситенко работа над усовершенствованием биопротезов?
- Конечно же, ведется. Но такого всплеска активности научных открытий, как раньше,
уже не наблюдается. В этом направлении успешно работает старший кандидат
наук доцент Алексей Дынник. Кадров, способных решать эти проблемы, у нас хватает,
но в этот отдел они не идут. Раньше препятствовал консерватизм, после
развала Союза - недофинансирование, правда, сейчас ситуация налаживается. Но
если нет участка и нет разработки биопротезов как научной задачи, то решение
проблемы не продвигается.
- Какой вы видите положительную перспективу развития биопротезирования в нашей
стране?
- Я считаю, что она есть. Только для начала общество должно вырасти в понятиях,
переварить этот сиюминутный хаос. Я уверен: рано или поздно Украина созреет
до осознания того, что каждый вернувшийся к полноценной жизни человек - колоссальная
положительно направленная энергетика. Этой проблемой надо заниматься
и ею нужно болеть, быть патриотом этой проблемы. Надеюсь, что вскоре с улучшением
финансовых и экономических условий жизни общества появятся возможности
и заинтересованность в развитии этого направления социальной помощи населению.
News.wosir.ua
Выпуск листа на новом месте: 4548
количество подписчиков: 208
подписаться письмом:
culture.people.tifloresource-sub@subscribe.ru
Заказать правила рассылки по почте:
culture.people.tifloresource-rules@subscribe.ru
