bebionic Hand

bebionic Hand — это коммерческое название серии многофункциональных миоэлектрических протезов кисти, разработанных британской компанией RSLSteeper (впоследствии — Steeper Group). Данные протезы предназначены для людей с ампутацией верхней конечности на уровне кисти или предплечья и позволяют восстанавливать хватательные функции, а также обеспечивают эстетически приемлемый внешний вид.

История

Разработка протезов bebionic началась в 2000-х годах как часть усилий по созданию более функциональных и управляемых миоэлектрических кистей по сравнению с доступными на тот момент моделями (например, SensorHand, i-Limb). Первая коммерческая версия, bebionic v1, была представлена в 2010 году. В 2012 году вышла версия bebionic v2, которая получила улучшенную систему управления и увеличенный набор хватов. В 2015 году компания RSLSteeper (ныне Steeper Group) выпустила bebionic v3, которая стала более лёгкой, прочной и энергоэффективной. Последняя на начало 2020-х годов версия, bebionic v3, остаётся одной из наиболее продвинутых моделей в своём классе, хотя на рынке присутствуют и конкурирующие разработки, такие как i-Limb (Touch Bionics) и Michelangelo (Ottobock).

Устройство и принцип работы

Протез bebionic Hand состоит из нескольких ключевых компонентов:

• Миоэлектрические датчики — электроды, встроенные в приёмную гильзу (культеприёмник), которые снимают электрические сигналы с мышц культи. Датчики регистрируют поверхностную электромиографию (ЭМГ) — электрическую активность мышц, возникающую при их сокращении.
• Контроллер — микропроцессорный блок, который обрабатывает сигналы ЭМГ и преобразует их в команды для двигателей. Контроллер также отвечает за распознавание намерений пользователя (например, сжатие, разжатие, выбор хвата) и автоматическую регулировку силы захвата.
• Приводы — миниатюрные электродвигатели, расположенные в каждом пальце (кроме большого, который имеет отдельный привод для оппозиции). Каждый палец может двигаться независимо, что позволяет реализовывать различные хваты.
• Механическая конструкция — пальцы изготовлены из прочного пластика (поликарбоната) и металлических сплавов, покрытых силиконовым или резиновым чехлом для имитации кожи. Кисть имеет антропоморфную форму, соответствующую размерам взрослой руки.
• Аккумулятор — литий-ионная батарея, встроенная в кисть или в приёмную гильзу. Время работы от одного заряда составляет от 12 до 24 часов в зависимости от интенсивности использования.

Принцип работы основан на регистрации электрических сигналов от мышц-сгибателей и разгибателей предплечья. Пользователь обучается сокращать определённые мышцы, чтобы инициировать сжатие или разжатие кисти. Современные контроллеры позволяют распознавать несколько уровней мышечного напряжения, что даёт возможность переключаться между различными хватами без внешних переключателей.

Виды хватов и функциональность

Протез bebionic Hand поддерживает до 14 различных хватов, которые могут быть выбраны автоматически или вручную. Основные из них:

• Силовой хват — для удержания тяжёлых предметов (например, бутылки, ручки инструмента).
• Точный хват — для захвата мелких объектов (например, монеты, ключа).
• Щипковый хват — для удержания тонких предметов (например, листа бумаги, иглы).
• Крюковый хват — для переноски сумок или пакетов.
• Хват для цилиндрических предметов — для удержания стакана, банки.
• Хват для сферических предметов — для мяча, яблока.
• Хват «пинцет» — для захвата очень мелких объектов (например, булавки).
• Хват «ключ» — для поворота ключа или ручки двери.
• Хват «указательный палец» — для нажатия кнопок или использования сенсорного экрана.
• Хват «большой палец» — для открывания крышек или зажимания предметов между большим и указательным пальцами.
• Хват «ладонь» — для удержания плоских предметов (например, книги).
• Хват «кулак» — для сжатия в кулак, используется в некоторых спортивных или бытовых ситуациях.
• Хват «расслабленная кисть» — для отдыха или имитации естественного положения руки.
• Хват «открытая ладонь» — для приветствия или демонстрации.

Некоторые хваты могут быть запрограммированы пользователем или специалистом с помощью программного обеспечения на компьютере.

Применение и пользователи

Протезы bebionic Hand предназначены для людей с ампутацией верхней конечности на уровне кисти (транскарпальная ампутация) или предплечья (трансрадиальная ампутация). Они также могут использоваться при врождённых аномалиях развития конечности, если сохранилась функциональная мышца для управления.

Основные категории пользователей:

• Люди с травматической ампутацией — после производственных, дорожно-транспортных или бытовых травм.
• Люди с ампутацией вследствие заболеваний — например, после онкологических операций, осложнений сахарного диабета или инфекций.
• Люди с врождёнными пороками развития — при отсутствии или недоразвитии кисти.

Протезы используются в повседневной жизни, на работе, в быту, а также при занятиях некоторыми видами спорта (например, велоспорт, плавание с использованием специальных чехлов). Однако они не являются водонепроницаемыми и требуют защиты от влаги.

Преимущества и ограничения

Преимущества

• Многофункциональность — до 14 хватов, что позволяет выполнять широкий спектр действий.
• Высокая скорость и сила захвата — до 45 кгс (килограмм-сила) на силовом хвате.
• Антропоморфный дизайн — внешний вид, близкий к естественной руке, что снижает психологический дискомфорт.
• Независимость пальцев — каждый палец управляется отдельным двигателем, что повышает точность.
• Автоматическое распознавание хватов — система может выбирать подходящий хват на основе формы предмета.

Ограничения

• Высокая стоимость — цена протеза составляет от 20 000 до 40 000 долларов США (в зависимости от комплектации и региона), что делает его недоступным для многих пациентов без страховки или государственной поддержки.
• Необходимость обучения — пользователь должен пройти курс реабилитации и тренировок, чтобы научиться управлять протезом.
• Ограниченная прочность — механические части могут выходить из строя при сильных ударах или при работе с тяжёлыми предметами.
• Зависимость от батареи — требуется регулярная зарядка, что может быть неудобно в длительных поездках.
• Отсутствие тактильной обратной связи — пользователь не чувствует предмет, что может приводить к его повреждению или падению.
• Вес — протез весит около 400–500 граммов (в зависимости от версии), что может вызывать утомление при длительном ношении.

Сравнение с аналогами

На рынке миоэлектрических протезов кисти bebionic Hand конкурирует с такими моделями, как i-Limb (Touch Bionics, Великобритания) и Michelangelo (Ottobock, Германия). Основные отличия:

• i-Limb — также имеет независимые пальцы и до 14 хватов, но отличается конструкцией привода и программным обеспечением. В некоторых версиях i-Limb имеет более высокую скорость захвата, но меньшую силу.
• Michelangelo — использует более простую конструкцию с двумя приводами (один для большого пальца, другой для остальных), что снижает стоимость и вес, но ограничивает количество хватов (до 7). Michelangelo отличается высокой прочностью и надёжностью.

Выбор между моделями зависит от потребностей пользователя, уровня ампутации, финансовых возможностей и рекомендаций протезиста.

Интересные факты

• Протез bebionic Hand был показан в нескольких научно-популярных фильмах и телепередачах, посвящённых современным технологиям протезирования.
• В 2013 году компания RSLSteeper получила награду «Лучший продукт года» на выставке медицинских технологий в Великобритании.
• Некоторые версии протеза оснащены Bluetooth-модулем для настройки параметров через мобильное приложение.
• Протез может быть изготовлен в различных цветах кожи, что позволяет подобрать его под тон руки пользователя.
• В России протезы bebionic Hand доступны через систему обязательного медицинского страхования (ОМС) в рамках программы «Доступная среда» и других государственных программ обеспечения инвалидов техническими средствами реабилитации. Однако получение такого протеза требует прохождения медико-социальной экспертизы и наличия показаний.

Источники

1. Steeper Group. Официальный сайт продукции bebionic.
2. RSLSteeper. Техническая документация на протез bebionic v3.
3. Журнал «Протезирование и ортезирование» (Россия), № 4, 2018.
4. M. C. Carrozza et al. «Myoelectric Hand Prostheses: A Review of the State of the Art». Journal of Rehabilitation Research and Development, 2015.
5. Федеральный реестр инвалидов (Россия). Номенклатура технических средств реабилитации.