Protézy

Voják armády Spojených států hraje stolní fotbal se dvěma protetickými pažemi

V medicíně je protéza umělé prodloužení, které nahrazuje chybějící část těla. Je součástí oblasti biomechatroniky, vědy o spojování mechanických přístrojů s lidským svalem, kostrou a nervovým systémem, které pomáhají nebo zlepšují motorickou kontrolu ztracenou úrazem, nemocí nebo defektem. Protézy se obvykle používají k náhradě částí ztracených úrazem (traumatické) nebo chybějících při narození (vrozené) nebo k doplnění vadných částí těla. Kromě standardních umělých končetin pro každodenní použití má mnoho amputovaných speciální končetiny a přístroje, které pomáhají při účasti na sportovních a rekreačních aktivitách.

Mechanické a elektronické součásti

Staří Egypťané vyvinuli protetický palec ze dřeva a kůže, který usnadňuje amputovaným schopnost chůze

Aby robotická protetická končetina fungovala, musí mít několik součástí, které ji integrují do tělesné funkce:

Biosenzory detekují signály od uživatelů nervových nebo svalových systémů. Tyto informace pak předává do ovladače umístěného uvnitř přístroje a zpracovává zpětnou vazbu z končetiny a aktuátoru (např. pozice, síla) a posílá ji do ovladače. Příkladem jsou dráty, které detekují elektrickou aktivitu na kůži, jehlové elektrody implantované do svalu nebo elektrodová pole v pevné fázi, kterými prorůstají nervy.

Řídící jednotka je napojena na nervové a svalové systémy uživatele a na samotné zařízení. Posílá záměrné příkazy uživatele k pohonům zařízení a interpretuje zpětnou vazbu z mechanických a biosenzorů k uživateli. Řídící jednotka je také zodpovědná za sledování a kontrolu pohybů zařízení.

Aktuátor napodobuje činnost svalu při produkci síly a pohybu. Příkladem může být motor, který napomáhá nebo nahrazuje původní svalovou tkáň.

Ačkoli mnoho protéz je zjevně vyrobeno z umělých materiálů, praxe kosmu, vytváření končetin podobných životu, vyrobených ze silikonu nebo PVC, získala na popularitě. Takové protézy, jako jsou umělé ruce, mohou být nyní vyrobeny tak, aby napodobovaly vzhled skutečných rukou, včetně pih, žil, vlasů, otisků prstů a dokonce i tetování. Kosmy vyrobené na zakázku jsou obecně dražší (stojí tisíce amerických dolarů, v závislosti na úrovni detailů), zatímco standardní kosy se vyrábějí hotově v různých velikostech, i když často nejsou tak realistické jako jejich protějšky vyrobené na zakázku. Další možností je silikonový obal vyrobený na zakázku, který může být vyroben tak, aby odpovídal tónu pleti člověka, ale ne detailům, jako jsou pihy nebo vrásky. Kosmy jsou připevněny k tělu mnoha způsoby, pomocí lepidla, odsávání, tvaru, roztažitelné kůže nebo kožního rukávu.

Doporučujeme:  Vězni dilema hra

V rámci sci-fi a v poslední době i v rámci vědecké obce se uvažuje o využití pokročilých protéz, které by nahradily zdravé části těla umělými mechanismy a systémy ke zlepšení funkce. Diskutuje se o morálce a vhodnosti takových technologií. Lze nahradit části těla, jako jsou nohy, paže, ruce, nohy a další.

První pokus se zdravým jedincem byl zřejmě proveden britským vědcem Kevinem Warwickem. V letech 2002-03-14 byl implantát připojen přímo do Warwickova nervového systému. Elektrodové pole obsahovalo kolem 100 elektrod, bylo umístěno do středního nervu. Vzniklé signály byly natolik podrobné, že robotické rameno bylo schopno napodobit činnost Warwickovy vlastní paže a poskytnout znovu formu dotykové zpětné vazby přes implantát