Proteza bionica

8/17/2019 Proteza bionica

1/12

1

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAŞOV

Facultatea de Design de Produs si Mediu

Departamentul Design de Produs , Mecatronica si Mediu

PROTEZA BIONICA LA NIVELUL MEMBRULUI

SUPERIOR

Mecatronica sistemelor biomedicale

Indrumator proiect : STUDENT:

dr. ing. Serban Ionel Apafi ErikaAnul IV

Grupa OPTO 171121

2016


2/12

2

CUPRINS

1. Generalitati : .................................................................................................... 3

2. Ce tehnologii existau până în prezent: ............................................................ 3

3. Proteza bionica la nivelul membrului superior .............................................. 3

4. Câteva caracteristici: ....................................................................................... 6

5. Cum functioneaza proteza bionica .................................................................. 6

6. Estetica protezei bionice .................................................................................. 7

7. Cum se monteaza ............................................................................................. 7

8. Proteza bionica I-LIMB ULTRA .................................................................. 8

9. Proteza partiala I-LIMB DIGITS ................................................................... 9

10. Concluzii...........................................................................................................12


3/12

3

PROTEZA BIONICA

1.Generalitati :Bionica, numita și biomimetica, este un domeniu de cercetare-dezvoltare în plin avant, ea

reprezinta aplicarea metodelor și a sistemelor biologice aflate în natură la studierea și proiectarea

de sisteme artificiale și la tehnologia modernă.

In domeniul medicinei, bionica se referă la inlocuirea sau imbunatatirea unor organe sau parti

ale corpului cu versiunile lor mecanice. Spre deosebire de proteze, partile bionice imita efectiv

functionalitatea partii originare.

2.Ce tehnologii existau până în prezent: Ceva mai complexe sunt protezele funcţionale, cu acţionare prin cablu, dar cele mai

performante până la apariţia mâinii bionice erau protezele mioelectrice, care permit mişcări de

prindere şi de rotaţie. Ele captează semnale electrice de la muşchii mâinii atunci când aceştia sunt

încordaţi de purtătorul protezei, iar un motoraş transpune aceste semnale în mişcări. Pe acelaşi

principiu funcţionează şi mâna bionică, dar cu deosebirea că ea are cinci motoraşe, câte unul pentru

fiecare deget.

3. Proteza bionica la nivelul membrului superiorProtezele ce permit pacienţilor să simtă atingerea unor obiecte devin realitate. Degete bionice.

Nervi refăcuţi. Ceea ce până nu demult era science-fiction devine realitate, deoarece oamenii de

ştiinţă încearcă să confere protezei un simţ tactil.


4/12

4

Persoanele care au suferit o amputaţie a mâinii în urma unor accidente sau unor boli cronice

(cum ar fi cancerul osos) pot să revină la activităţile normale cu ajutorul unei proteze de ultimă

generaţie.

Fig.1

Aceasta proteza bionica aduce o noua dimensiune in domeniul protezarii membrului superior,

cu nivele de flexibilitate, durabilitate, prezentare estetica si functionalitate totala care nu au mai

fost atinse pana acum. Pentru prima data, o proteza de mana ofera tipuri de miscari, prinderi,

similare cu ale mainii naturale.

Purtatorii protezei bionice nu isi pot simti mana ca pe cea naturala. Exista insa si un model care

face posibila redobandirea simtului tactil. Mâna bionică este inovativă pentru că are mai multe

moduri de prindere, fiind foarte flexibilă și durabilă.

Reinervarea senzorială restabileşte simţul tactil la locul potrivit, dar simpla apăsare şi zumzetul

unui tactor transmite numai o fracţiune din informaţiile culese de senzori cum ar fi BioTac. În

prezent un număr tot mai mare de cercetători consideră că cea mai bună modalitate de a oferi

feedbackul tactil utilizatorilor de proteze nu se realizează prin intermediul tactorilor şi senzorilor,


5/12

5

ci prin urmarea unui traseu de cyborg şi introducerea semnalelor electrice direct la nivelul

sistemului nervos.

Fig.2

Acest lucru sa realizat prin intermediul unei reţele de electrozi care are aproximativ mărimea

unui timbru poştal mare şi care este implantată cu ajutorul unei intervenţii chirurgicale sub

craniu. Aceasta este localizată pe suprafaţa creierului său. Reţeaua detectează semnalele electrice

provenite de la nivelul creierului şi utilizează aceste semnale pentru a mişca braţul robotic. Este

un progres major realizat pentru protezele controlate de creier utilizate în cazul persoanelor la care

protezele propulsate de organism şi cele mioelectrice nu funcţionează.

Mâna protezată a lui Pandit care este de fapt un instrument de agăţat robotizat, acoperit cu o

mănuşă specială fabricată din silicon care imită foarte bine nuanţa de piele şi care acţionează prin

intermediul unor electrozi ataşaţi la antebraţul său, care culeg semnale provenite de la nivelul

muşchilor lui. Odată ce mâna primeşte un semnal să se închidă, aceasta va continua să se închidă

până în momentul în care peroana decide să o împiedice să facă acest lucru. Acest lucru se

datorează faptului că spre deosebire de degetele care aparţin unei mâini naturale, cele bionice nici

nu simt presiunea plasticului din ceaşcă, nici nu recunosc atunci când aceasta este deformată sub

forţa lor. "


6/12

6

4.Câteva caracteristici:

fiecare deget are un motor propriu

microprocesoarele monitorizează constant poziția degetelor

14 moduri de prindere care să te ajute în tot felul de acțiuni

controlul vitezei de preindere

funcție de auto-prindere prin care un obiect este prins automat înainte de a-ți cădea din

mână

se pot ridica obiecte și de 45 kg

designul pălmii face ca proteza robotică să fie mai silențioasă

poți alege suprafața degetelor în așa fel încât să poți avea aderență mai mare când pui mâna

pe obiecte

5. Cum functioneaza proteza bionica

Mana bionica este controlata miolitic, putand astfel sa execute cele mai delicate miscari. Aceasta

functioneaza cu ajutorul catorva electrozi atasati la nivelul pielii, care culeg si interpreteaza

semnalele electrice create prin contractia fibrelor musculare de la nivelul bratului amputat.

Astfel, cand persoanele isi incordeaza muschii ramasi din bratul amputat se transmite un semnal

mainii bionice, pe care aceasta il transforma in impulsuri electrice. Apoi, prin intermediul a 5

motorase, degetele artificiale sunt miscate.

Fiecare deget artificial al protezei bionice se mişcă independent de celelalte, aşa încât ea poate

fi folosită în acţiuni care necesită dexteritate sau delicateţe, cum ar fi tastarea la calculator,

desfacerea unei doze de băutură răcoritoare, prinderea unor obiecte mici, de tipul cărţilor de vizită

sau monedelor şi chiar folosirea telefonului mobil. Totodata, exista un modul special pentru

degetul mare, care permite rotirea acestuia ca si în cazul unui deget normal. In acest fel pacientul

poate face diferite prize, iar viaţa lui este cat mai aproape de normal.


7/12

7

Fig.3

Proteza bionica este usor de folosit in acţiuni care necesita forta, dar si in cele care necesita

delicateţe. Ea este, in acest moment, cea mai fidela imitatie a bratului uman si are avantajul ca se

confectioneaza pe masura fiecarui individ in parte.

6.Estetica protezei bionice

Proteza bionica insasi nu are un aspect tocmai estetic, astfel aceasta trebuie acoperita cu o

manusa speciala. Se poate opta pentru o manusa standard, mai ieftină, confecţionată din PVC, fie

una fabricată din silicon, care imita foarte bine pielea umana, dar care are si un prêt mai ridicat. Pe

aceasta din urma pot fi implantate chiar si fire de par. Ambele modele de manusi se uzeaza dupa

maximum un an si este necesar sa fie inlocuite. Pielea speciala, semitransparenta, inveleşte perfect

dispozitivul.

7. Cum se monteaza

Proteza Bionica poate fi atasata fara sa fie nevoie de o interventie chirurgicala. Pentru ca

proteza sa poata functiona, este necesar ca anumite grupe musculare sa fie inervate, motiv pentru


8/12

8

care, inainte de a achiziţiona proteza, trebuie efectuat un test care sa verifice gradul de funcţionare

a muschilor respectivi. In consecinţa, nu orice persoana cu mana amputata poate beneficia de

tehnologia performanta.

Daca pacientul are indicatie pentru mana bionica, el va fi invatat, in cadrul centrului de

protezare, cum se foloseste, prin intermediul unui simulator pe calculator. Abia dupa ce invata sa-

si coordoneze miscarile poate fi montata mana bionica. Nu este necesara nici o interventie

chirurgicala pentru a putea fi atasata pe membrul amputate, ci se ataseaza pur si simplu la fel ca si

protezele clasice.

8. Proteza bionica I-LIMB ULTRAProteza i-limbTM ultra, oferă mai multă dexteritate și se mișcă asemănător mâinii naturale, mai

mult decât orice altă mână protetică cu motor. Articulațiile fiecărui deget se îndoaie natural, astfel

încât să se poată adapta cu precizie formei obiectului care este prins.

Pentru a realiza sarcinile de zi cu zi, dintr-o selecție largă de prinderi și gesturi automate se pot

alege, opțiuni cum ar fi punctul de index pentru tastare, priza de precizie pentru prinderea

obiectelor mici sau poziția mână naturală pentru mersul pe jos sau poziția de repaus.

Utilizând caracteristicile sale pulse și prinderea-vari, i-limbTMultra oferă posibilitatea de a

crește treptat puterea de prindere pe un obiect. Acest lucru poate fi foarte util în situații în care este

necesară o prindere mai fermă, cum ar fi legarea șireturilor sau prinderea unui bagaj mai greu.

Lista completă a caracteristicilor pentru i-limbTMultra:

Cinci degete articulate, cu reglaj electric individual

Degetul mare se poate roti manual, pentru a crea diferite opțiuni de prindere

Încheietura mâinii poate fi manual rotată, sau poate fi integrată o încheietură electronică a

mâinii (rotator electronic)

Opțiunea multi- flex pentru încheietura mâinii


9/12

9

Controlul proporțional – cu cât semnalul de intrare este mai puternic, degetele se mișcă

mai repede

Opțiunea Pulsing pentru creșterea forței de prindere, selectabilă pe deget

Prinderea-Vari, care permite o forță de strângere variabilă, pe fiecare deget

Selecția gesturilor permite utilizatorului să creeze gesturi personalizate

Șasiu din aluminiu, ce conferă durabilitate sporită

Software-ul biosim-i (pentru utilizator) sau biosim-Pro (pentru tehnician) permite

configurarea protezei conform modurilor automate.

Două opțiuni privind dimensiunile protezei: mediu și mică

Două opțiuni privind culoarea pentru i-limbTM ultra: negru și neutru

Cinci strategii de control disponibile - două dual-site și trei single-site

Mâna trece automat într-o poziție naturală, după o perioadă de inactivitate

Caracteristică auto-prindere pentru a preveni alunecarea obiectelor

Managementul energiei: utilizarea bateriei este cu 25 % mai mare, zilnic

Semnal audio de avertizare atunci când bateria are un nivel scăzut

9. Proteza partiala I-LIMB DIGITS

I-limb digits este proteza electronică, complet personalizată, pentru persoanele care seconfruntă cu degete lipsă sau cu lipsa parțială a mâinii.

Cu i-limb digits, unul până la cinci degete lipsă pot fi înlocuite cu degete protetice individuale,

controlate electronic. Aceste degete, care se mișcă independent și se îndoaie la nivelul

articulațiilor, funcționează în legătură cu celelalte degete rămase, pentru a ajuta pacientul să-și

mărească capacitățile funcționale.

Fig .4


10/12

10

Fiecare persoană care se confruntă cu degete lipsă sau cu lipsa parțială a mâinii este unică, și

așa fiecare soluție de protezare cu i-limb digits este personalizată pentru a fi perfect adaptată

pacientului. Există diferite moduri de a crea o proteză i-limb digits, dar obiectivul este întotdeauna

același: de a vă oferi o soluție care va contribui la creșterea funcționalității și independenței.

Soluția de protezare i-limb digits nu poate fi adaptată la orice pacient. Există criterii clinice

care trebuie să fie evaluate înainte de a putea considera un candidat potrivit, pentru acest tip de

proteză.Fiecare soluție i-limb digits este unică, și există elementele-cheie care trebuie luate în

considerare pentru fiecare proteză:

Fig.5

FUNCȚIONARE

Fiecare soluție i-limb digits necesită acumulatori, acces la încărcarea acumulatorilor, și o

metoda de a închide și deschide dispozitivul. Poziționarea acestor elemente în dispozitivul protetic

depinde de lungimea membrului rămas, putând fi integrate în ”palma” protezei sau pe antebraț. Acumulatorul, modulul de comandă și cablajul aferent sunt adăpostite în diferite moduri

personalizate și funcționale,fiind rezultatul interacțiunii dintre pacient și tehnicianul protezist.

Acest aspect al proiectării i-limb digits este unul dintre cele mai provocatoare și necesită un

tehnician protezist cu experiență în execuția protezelor pentru membrul superior.

CONTROL

Cea mai obișnuită metodă de a controla proteza i-limb digits se bazează pe principiul

myoelectric tradițional sau pe senzori de presiune . Electrozi simt contracția musculară, fiind

poziționați pe pielea de deasupra mușchiului. Contracția musculară este filtrată, amplificată, apoi

trimisă la procesorul care comandă degetelor deschiderea sau închiderea.

Senzorii de presiune FSR pot fi utilizați în cazul în care este disponibilă mișcare la nivelul unui

deget, pentru a apăsa pe unul sau mai mulți dintre senzori.


11/12

11

SOFTWARE

Biosim-Pro este aplicația software ce permite tehnicianului ortoped să interacționeze cu i-limb

digits. Acesta comunică fără fir, prin Bluetooth între un computer și controller -ul din interiorul

protezei. Avantajul acestei conexiuni wireless este că permite, tehnicianului ortoped să facă

ajustări la proteză, obținând informații statistice în timp real.

Prin biosim-Pro semnalele de intrare pot fi ajustate pe diferite niveluri, pot fi schimbate și

utilizate diferite strategii de control, iar caracteristici ale protezei pot fi activate sau dezactivate.Un

înveliș de protecție este necesar pentru dispozitivul i-limb digits împotriva murdăriei, apei sau altor

surse de contaminanre. Mănușa cosmetică asigură o interfață pentru o prindere adecvată și

îmbunătățește aspectul estetic al protezei.

10. Concluzii

Proteza bionica este usor de folosit in acţiuni care necesita forta, dar si in cele care necesita

delicateţe. Ea este, in acest moment, cea mai fidela imitatie a bratului uman si are avantajul ca se

confectioneaza pe masura fiecarui individ in parte.


12/12

12

Bibliografie:

1.

http://www.scientia.ro/stiri-stiinta/82-tehnologie/4089-proteze-cu-simt-tactil.html 2. http://adevarul.ro/sanatate/medicina/mana-bionica-minune-tehnicii-

1_50ad7e4a7c42d5a6639632a2/index.html 3. http://www.protezabionica.ro/i-limb-digits 4.

http://www.mamicamea.ro/diverse-sanatate/proteza-bionica-o-sansa-pentru-cei-ce-si-au- pierdut-o-mana.html

5. http://tehnocultura.ro/2012/11/09/mana-mioelectrica-de-la-bebionic3-promite-sa-schimbe-lumea-protezelor-robotice/

6. http://www.monitorulexpres.ro/?mod=monitorulexpres&p=S%C4%83n%C4%83tate&a=citeste&s_id=67117

7. http://www.med-farm.ro/proteza-mioelectrica-multiarticulara-reproducere-aproape-fidela-a-functiilor-bratului-uman/
http://www.scientia.ro/stiri-stiinta/82-tehnologie/4089-proteze-cu-simt-tactil.htmlhttp://www.scientia.ro/stiri-stiinta/82-tehnologie/4089-proteze-cu-simt-tactil.htmlhttp://adevarul.ro/sanatate/medicina/mana-bionica-minune-tehnicii-1_50ad7e4a7c42d5a6639632a2/index.htmlhttp://adevarul.ro/sanatate/medicina/mana-bionica-minune-tehnicii-1_50ad7e4a7c42d5a6639632a2/index.htmlhttp://adevarul.ro/sanatate/medicina/mana-bionica-minune-tehnicii-1_50ad7e4a7c42d5a6639632a2/index.htmlhttp://adevarul.ro/sanatate/medicina/mana-bionica-minune-tehnicii-1_50ad7e4a7c42d5a6639632a2/index.htmlhttp://adevarul.ro/sanatate/medicina/mana-bionica-minune-tehnicii-1_50ad7e4a7c42d5a6639632a2/index.htmlhttp://www.protezabionica.ro/i-limb-digitshttp://www.protezabionica.ro/i-limb-digitshttp://www.mamicamea.ro/diverse-sanatate/proteza-bionica-o-sansa-pentru-cei-ce-si-au-pierdut-o-mana.htmlhttp://www.mamicamea.ro/diverse-sanatate/proteza-bionica-o-sansa-pentru-cei-ce-si-au-pierdut-o-mana.htmlhttp://www.mamicamea.ro/diverse-sanatate/proteza-bionica-o-sansa-pentru-cei-ce-si-au-pierdut-o-mana.htmlhttp://www.mamicamea.ro/diverse-sanatate/proteza-bionica-o-sansa-pentru-cei-ce-si-au-pierdut-o-mana.htmlhttp://www.mamicamea.ro/diverse-sanatate/proteza-bionica-o-sansa-pentru-cei-ce-si-au-pierdut-o-mana.htmlhttp://tehnocultura.ro/2012/11/09/mana-mioelectrica-de-la-bebionic3-promite-sa-schimbe-lumea-protezelor-robotice/http://tehnocultura.ro/2012/11/09/mana-mioelectrica-de-la-bebionic3-promite-sa-schimbe-lumea-protezelor-robotice/http://tehnocultura.ro/2012/11/09/mana-mioelectrica-de-la-bebionic3-promite-sa-schimbe-lumea-protezelor-robotice/http://tehnocultura.ro/2012/11/09/mana-mioelectrica-de-la-bebionic3-promite-sa-schimbe-lumea-protezelor-robotice/http://tehnocultura.ro/2012/11/09/mana-mioelectrica-de-la-bebionic3-promite-sa-schimbe-lumea-protezelor-robotice/http://www.monitorulexpres.ro/?mod=monitorulexpres&p=S%C4%83n%C4%83tate&a=citeste&s_id=67117http://www.monitorulexpres.ro/?mod=monitorulexpres&p=S%C4%83n%C4%83tate&a=citeste&s_id=67117http://www.monitorulexpres.ro/?mod=monitorulexpres&p=S%C4%83n%C4%83tate&a=citeste&s_id=67117http://www.monitorulexpres.ro/?mod=monitorulexpres&p=S%C4%83n%C4%83tate&a=citeste&s_id=67117http://www.monitorulexpres.ro/?mod=monitorulexpres&p=S%C4%83n%C4%83tate&a=citeste&s_id=67117http://www.med-farm.ro/proteza-mioelectrica-multiarticulara-reproducere-aproape-fidela-a-functiilor-bratului-uman/http://www.med-farm.ro/proteza-mioelectrica-multiarticulara-reproducere-aproape-fidela-a-functiilor-bratului-uman/http://www.med-farm.ro/proteza-mioelectrica-multiarticulara-reproducere-aproape-fidela-a-functiilor-bratului-uman/http://www.med-farm.ro/proteza-mioelectrica-multiarticulara-reproducere-aproape-fidela-a-functiilor-bratului-uman/http://www.med-farm.ro/proteza-mioelectrica-multiarticulara-reproducere-aproape-fidela-a-functiilor-bratului-uman/http://www.med-farm.ro/proteza-mioelectrica-multiarticulara-reproducere-aproape-fidela-a-functiilor-bratului-uman/http://www.med-farm.ro/proteza-mioelectrica-multiarticulara-reproducere-aproape-fidela-a-functiilor-bratului-uman/http://www.monitorulexpres.ro/?mod=monitorulexpres&p=S%C4%83n%C4%83tate&a=citeste&s_id=67117http://www.monitorulexpres.ro/?mod=monitorulexpres&p=S%C4%83n%C4%83tate&a=citeste&s_id=67117http://tehnocultura.ro/2012/11/09/mana-mioelectrica-de-la-bebionic3-promite-sa-schimbe-lumea-protezelor-robotice/http://tehnocultura.ro/2012/11/09/mana-mioelectrica-de-la-bebionic3-promite-sa-schimbe-lumea-protezelor-robotice/http://www.mamicamea.ro/diverse-sanatate/proteza-bionica-o-sansa-pentru-cei-ce-si-au-pierdut-o-mana.htmlhttp://www.mamicamea.ro/diverse-sanatate/proteza-bionica-o-sansa-pentru-cei-ce-si-au-pierdut-o-mana.htmlhttp://www.protezabionica.ro/i-limb-digitshttp://adevarul.ro/sanatate/medicina/mana-bionica-minune-tehnicii-1_50ad7e4a7c42d5a6639632a2/index.htmlhttp://adevarul.ro/sanatate/medicina/mana-bionica-minune-tehnicii-1_50ad7e4a7c42d5a6639632a2/index.htmlhttp://www.scientia.ro/stiri-stiinta/82-tehnologie/4089-proteze-cu-simt-tactil.html

Documents

Proteza bionica