Инновации в протезировании
Инновации в протезировании
Разработки учёных из Академгородка позволяют учитывать биомеханические показатели пациентов при подборе и использовании протезов. Среди ноу хау – цифровой двойник ампутатнта, численная модель протеза стопы и культеприёмная гильза.
Научная группа по биомеханике и медицинскому инжинирингу на базе Математического центра в Академгородке (учрежден НГУ и Институтом математики СО РАН) занимается проектами для протезной отрасли. Учёные создали цифровой двойник ампутанта – математическую модель опорно-двигательного аппарата, которая описывает кинематику и динамику движений. Проанализировать характеристики походки, работы мышц и энергозатраты ампутанта можно без проведения многочисленных исследований в центре протезирования. Визуализация двойника позволяет подробно рассмотреть особенности и патологии походки, определить, какой вид и конструкция протеза будут оптимальными, выявить причины, затрудняющие пациенту использование протеза, а также обеспечить разработку и тестирование новых типов протезов.
Численная модель протеза стопы описывает физические свойства материалов, геометрию и позволяет исследовать влияние нагрузок на протез. Моделирование будет полезно как на этапе выбора протеза благодаря «примерке» различных протезов на двойника, так и на этапе реабилитации. Появляется возможность фиксировать улучшения и прогнозировать ход реабилитации.
Студент 4-го курса Инженерной школы Механико-математического факультета НГУ Назар Коновалов параллельно со старшими коллегами разрабатывает устройство для изучения биомеханики ампутантов. Назар стал одним из победителей федерального конкурса «Студенческий стартап» и выиграл 1 млн рублей на развитие проекта. Его изобретение – стелька для анализа биомеханики ампутантов – позволит изучить распределение давления между здоровой ногой и протезом.
– Наше решение поможет оптимизировать подбор протеза. Это облегчает как работу врача-протезиста, так и реабилитацию пациента. Данная разработка выполняет задачи по импортозамещению для нашей страны. Сейчас мы работаем над MVP устройством (самая ранняя версия продукта), но в дальнейшем планируем сделать его с аккумулятором и bluetooth-модулем для большего удобства, а также заняться оптимизацией алгоритма обработки данных и написанием удобного софта и приложения, – пояснил Назар Коновалов.
Кроме того, исследователи Математического центра в Академгородке с помощью 3D-печати создали прототип культиприёмной гильзы руки. Конструкция получилась одновременно прочная и лёгкая, с отверстиями для вентиляции. Это важно для обеспечения гигиеничности использования изделия.
Главное преимущество гильзы – её адаптивность и возможность использовать имеющиеся изделия, а не изготавливать их индивидуально, что занимает много времени.
– Наша гильза снабжена системой шнуровки, как в горнолыжных ботинках, что позволяет «подгонять» её под конкретного пациента. Кроме того, пациент сможет самостоятельно ослаблять или затягивать гильзу в течение дня, например, при физической активности, чтобы она идеально соответствовала размеру культи, – рассказал руководитель группы по биомеханике и медицинскому инжинирингу канд. физ.-мат. наук Владимир Сердюков.
Разработки новосибирских учёных вызвали интерес как разработчиков протезов (компания METIZ, НПК «Системы прецизионного приборостроения», МПО «Металлист»), так и специалистов из области реабилитации (Московское протезно-ортопедическое предприятие, Школа ходьбы на протезах Елены Мезенцевой, ЦИТО). Команда из НГУ установила контакты с представителями отрасли, а также получила предложения от предприятий по разработке высокотехнологичной продукции.
По информации пресс-службы НГУ
Комментарии