Дослідження інтелектуального протеза верхніх кінцівок
Автор: Копоть Руслан Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні технології в приладобудуванні
Інститут: Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Копоть Р. В., науковий керівник Івахів О. В. Дослідження інтелектуального протезу верхньої кінцівки. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2022. Розширена анотація Важливе місце серед засобів для відновлення стану опорно рухового апарату людини займають механічні та роботизовані системи, які дозволяють людям з обмеженими фізичними можливостями відновити хоч і частково функціональність втраченої кінцівки [1, 2]. Нажаль, незважаючи на існування варіантів та засобів для реабілітації після втрати, ушкоджень та захворювань верхніх кінцівок, ще не надто широко застосовуються новітні біонічні протези різних типів, які здатні забезпечувати можливість виконання різноманітних дій людиною, що через різні несприятливі обставини втратила верхні кінцівки. Однією із основних проблем, яка зменшує вірогідність використання біонічного протезу особою з потребами є його дороговартість, яка значно зменшує коло людей, спроможних самотужки придбати його. Можливим варіантом розв’язання проблеми для таких людей стають більш дешевші протези верхніх кінцівок, які є суто косметичним варіантом або використовують тяговий механізм з обмеженими функційними можливостями [3, 4]. Постає проблема аналізу принципів роботи, створення, конструктивних та функціональних особливостей сучасних і перспективних біонічних протезів верхніх кінцівок, і наскільки можливе створення загально доступного варіанта інтелектуального протезу в умовах університету, без втрати функціональності та якості використаних деталей. Протезування це медико-технічна дисципліна, що займається питаннями компенсації відсутньої або лікуванням порушеної функції органів опори і руху за допомогою спеціальних механічних пристроїв – протезів. Протезування, що є суміжною дисципліною між медициною і технікою, тісно пов’язане з ортопедією, травматологією і відновлювальною хірургією. Хоча протезування як окрема дисципліна виокремилась у XIX столітті, відомості про нього трапляються ще у стародавні часи – у грецького історика Геродота, римського історика Плінія та інших [5, 6]. Одним із видів протезування є анатомічне – виготовлення штучних кінцівок – протезів рук і ніг, зубів, очей, носа, молочних залоз і інших; у тому: ? ендопротезування – імплантація штучних матеріалів (судин, суглобів) у внутрішнє середовище організму; ? екзопротезування – це протези, що закріплюються ззовні. ? ектопротезування – це косметичні протези, що закріплюються зовні та виконані з різноманітних матеріалів, вони покликані відновити зовнішній вигляд втраченої частини тіла. Ектопротези не виконують функції імітованого органу. Об’єктом досліджень є інтелектуальний протез верхньої кінцівки. Сферою дослідження є анатомічне протезування верхніх кінцівок. Мета роботи полягає в проектуванні та перевірці моделі протезу верхньої кінцівки щодо забезпечення базових функцій руки. Робота присвячена дослідженню інтелектуального протезу верхньої кінцівки. Для цього виконано аналіз видів протезів сьогодення та досліджена історія їх розвитку. Обдумано подальші перспективи розвитку та окреслено недоліки сучасних протезів. Описана можливість інтегрування протезу з іншими технологіями, до прикладу Нейролінком. На підставі аналітичного огляду наведено оцінку сучасного стану, напрямку анатомічного протезування і показано актуальність створення та застосування протезів верхньої кінцівки. Зокрема встановлено, що на ринку відсутні недорогі інтелектуальні протези з бажаним набором функціональних жестів. При виконанні роботи було описано концепцію протезу і покрокову реалізацію, включно з моделюванням майбутнього прототипу, обгрунтовано подальші способи модернізації наявного концепту. Описано покрокові процедури: ? визначення рівня ампутації; ? побирання замірів рубця втраченої кінцівки; ? використання особою з потребами протезу верхньої кінцівки. У ході виконання роботи сконструйовано дослідницький зразок інтелектуального протезу верхньої кінцівки, який за своєю конструкцією відповідає пропонованій концепції протезу. Для подальшої експлуатації наявного прототипу потрібні незначні зміни та вдосконалення. Дослідження інтелектуального протезу верхньої кінцівки довели можливість здешевлення процедури виготовлення протезу за допомогою 3D - друкарки та збільшення гнучкості та функціональності протезу за допомогою зміни конструкції та додавання додаткових рухомих елементів.