Kardiostimulátor - značka je online
Islandská spoločnosť Össur vyvíja protézy, ktoré sa riadia ľudskou vôľou. To kladie otázky pre vynálezcov, ktoré idú ďaleko za hranice medicínskej technológie.
• Magnús Oddsson rád premieta návštevníkom krátky film, keď chce vysvetliť, ako bude podľa neho vyzerať budúcnosť protetiky. To ukazuje 49-ročného Gudmundura Olafssona, ktorý má na nohe namiesto pravého kolena futuristicky vyzerajúcu high-tech protézu pod pravým kolenom. Muž sedí na stoličke a hlas hovorí: „Noha hore.“ Olafssonova umelá noha sa posúva hore. Potom znova dole, potom sa otočí na stranu; najskôr doľava, potom doprava. Oddsson s islandským nadšením komentuje: „Veľmi cool.“
Je riaditeľom oddelenia výskumu a vývoja v islandskej spoločnosti Össur v Reykjavíku. To, čo 42-ročný komentuje dvoma slovami, nie je nič iné ako veľký prísľub lekárskej technológie: protézy ovládané mozgom.
Keď je malý pohyb obrovský krok
Mali by umožniť osobe, ktorá stratila jednu z končatín, ovládať v budúcnosti vôľou protézu. Ako pred amputáciou. Zmena paradigmy. Niet pochýb o tom, že protetika urobila v posledných rokoch obrovský pokrok a moderné protézy sú dnes technologicky vyspelé prístroje, ktoré pomocou mnohých senzorov nezávisle vypočítajú uhol, pod ktorým je napríklad umelá noha najlepšie umiestnená na rôznych poschodiach: či ide do kopca alebo z kopca ? Ako rýchlo ide nositeľka umelej dolnej časti nohy a ako je možné túto pozíciu najlepšie zmeniť na čo najprirodzenejší pohyb? Senzory týchto takzvaných bionických protéz môže nositeľ ovládať iba nepriamo - mikroprocesory vypočítajú príslušnú situáciu a protéza sa tomu prispôsobí. Osoba takpovediac pasívne visí na protéze. Nemá to žiadny vplyv na výsledky vypočítané senzormi, napríklad na optimálny uhol sklonu pri chôdzi do kopca.
Ale aj keď človek stratí časť tela, v zásade zostáva v mozgu. Ako akýsi prízrak tam stále existuje ako neporušený obraz. Oblasti mozgu, ktoré sa pohybovali prstami, rukami, prstami na nohách alebo nohách pred amputáciou, naďalej vysielajú impulzy smerom k svalom prostredníctvom nervových ciest. Mozog chce hýbať končatinami. Už to jednoducho nemôže. Pokiaľ človek tieto impulzy lokalizuje, nechytí ich, nepremení a neposiela informácie do protézy. S dvoma elektródami, šedými a milimetrovými tenkými, implantovanými do flexora a extenzora svalov stehna.
Gudmundur Olafsson, muž z filmu, je jedným z prvých dvoch ľudí, ktorí kedy boli schopní pohybovať protézou pomocou mozgu a elektród, ktorých funkčnosť môže Magnús Oddsson tiež stručne vysvetliť: Nie sú to „nič iné ako ampérmetre“.
Nielen Oddsson si je istý, že táto nová generácia protéz nastaví v budúcnosti štandard. Nemecká spoločnosť Otto Bock, svetová jednotka v oblasti protetiky, tiež pracuje na týchto takzvaných myoelektrických protézach, najmä tých, ktoré nahrádzajú amputované paže. Technické výzvy sú tu zložitejšie, hlavne preto, že je zložitejšie koordinovať vzájomné pôsobenie ruky a ruky, ako aj uchopenie a držanie. Ak k tomu ale pripočítate dnešný pokrok k možnému výpočtovému výkonu zajtrajších mikroprocesorov, prielom na seba nenechá dlho čakať.
Dystopia autonómne pracujúcich strojov dlho vrhala na protetický priemysel pochmúrny tieň. Oddssona unavujú porovnania terminátorov, ktoré, najmä od polovice 80. rokov, viedli niektorých k strašidelným predstavám o budúcnosti. Na otázku o opakovanom predpoklade, že jedného dňa budú ľuďom amputované zdravé časti tela, aby ich mohli nahradiť kvalitnými umelými časťami tela, odpovie bez slov iba vážnym pohľadom cez úzke okuliare. Prinajmenšom potom dodáva: „Rozhodne nechcem budovať nadľudia.“ To musí stačiť.
Oddsson je presvedčený, že vzťah medzi človekom a strojom sa zmenil, obe sa navzájom dopĺňajú. Toto je možné objasniť, najmä vo svete protetiky. Ľudia, ktorí opäť stúpajú do hôr napriek amputovaným stehnám alebo si topánky šnúrujú pomocou protetických rúk, ktorí vďaka lekárskemu pokroku a najnovšej protetickej technológii opäť vidia a počujú. „Predovšetkým chceme, aby naše výrobky obnovili stratené funkcie a vrátili našim zákazníkom nezávislosť a mobilitu,“ hovorí. Cieľ, ktorý spoločnosť sledovala od svojho založenia v roku 1971. V ich sortimente nájdete všetko o protetike. S podpornými zariadeniami, kompresiami a samozrejme protézami sa Össur rozrástol z malého rodinného podniku na kótovanú globálnu spoločnosť. Čísla za minulý rok: tržby 483 miliónov dolárov, čistý príjem 51 miliónov dolárov, viac ako 2 500 zamestnancov, 18 kancelárií na piatich kontinentoch. Vďaka tomu je Össur druhým najväčším dodávateľom po spoločnosti Otto Bock, ktorá od roku 1919 vyrába protézy a ortopedické výrobky.
Aj keď sa materiály časom menili, drevo, koža už dávno nahradili PVC, uhlík alebo hliník. Ale základná myšlienka protézy zostala po celé desaťročia takmer rovnaká: umelé končatiny s háčikmi a pántmi, spojené kladkami alebo káblami, ktoré sa zase dajú ovládať páčkami. Mali by sa teda napodobňovať prirodzené pohyby ľudského tela. Čo najďalej ako je to možné. Pretože zostal jeden základný problém: protézy tohto typu samy neprodukujú žiadne pohyby. Zostávajú pasívne, kým ich nositeľ neaktivuje svalmi, ktoré boli na tento účel namáhavo trénované. Pri každom pohybe protézy musela energia pochádzať z inej časti tela, ktorá nahradzuje stratené, amputované svaly. Väčšinou to bolo protézy ramena a bedra protézy nôh.
Potom však prišiel Össur. „V roku 2005 sme uviedli na trh našu Power Knee, prvú aktívnu protézu na trhu. Najskôr v USA, krátko potom v Európe, “hovorí Oddsson. Umelý kolenný kĺb vyrobený z hliníka, v súčasnej verzii dlhý takmer 30 centimetrov a vážiaci takmer tri kilá.
Vyvážená interakcia senzorov a mikroprocesorov a dátová pamäť po prvýkrát zabezpečili, že protéza rozpozná, kedy osoba, ktorá ju nosí, chce vstať, kráčať alebo si sadnúť. Spočiatku šesť senzorov vysielalo svoje signály do zabudovaného čipu a aktivovalo motoricky poháňaný umelý kolenný kĺb protézy batériou za milisekundy. Silové koleno aktívne nahradilo stratenú svalovú silu. A jeho nositeľ nemusel počas rehabilitácie trénovať nový sled pohybov - protéza pomocou počítača, ktorá používa senzor, simulovala prirodzenú časť ľudského tela. Míľnik.
Zlučovanie prírody a technológie
Jedným ťahom boli Islanďania na čele v oblasti, ktorú vedci, lekári a inžinieri nazývajú bionikou. Tvorba slov, spojená z gréckeho biosu pre život a pojmu technológia. Prírodné procesy slúžia ako vzor pre bioniku a ľudia sa ich snažia znovu vytvoriť - ako pomocou suchých zipsov, prísaviek alebo vrtuľníkov. Vedcov táto téma zaujímala, pretože Leonardo da Vinci chcel strojom napodobniť let vtákov. Zdá sa však, že to bol predovšetkým pokrok v technológii počítačových čipov, ktorý umožňuje manželstvo človeka a stroja a umožňuje Össurovi premeniť výsledky rokov výskumu na predajný produkt.
„Jednotlivé čipy a snímače sú štandardnými súčasťami. Výzvou bolo, ako ich prepojiť a správne naprogramovať, “hovorí Oddsson. V prvom kolene senzory rozpoznali, na čo sa musí protéza prispôsobiť, a to predovšetkým prostredníctvom zmien hmotnosti. V najnovšom modeli poskytuje takmer 20 senzorov údaje, z ktorých čip počíta, či používateľ stojí na špičkách alebo na nohe, či je uhol umelého kolenného kĺbu, prostredie, v ktorom sa nachádza, či by chôdza a beh mali byť rýchlejšie alebo pomalšie - všetko pre zabezpečenie bezpečných a prirodzených pohybov, ako je to možné. Jediným limitom je výdrž batérie.
„Cieľom kolena Power Knee je vyriešiť väčšinu klinických problémov, ktoré sú výsledkom amputácie nad kolenom,“ hovorí Oddsson. To predovšetkým znamená: mobilitu a bezpečnosť bez takmer obvyklých vedľajších účinkov, ako sú chronické bolesti bedier alebo chrbta, vyčerpanie a zvýšenie pasivity.
Umelé kolená, nohy alebo ruky sa stretávajú so špeciálnym a predovšetkým relatívne malým trhom, „našťastie“, ako zdôrazňuje Oddsson. Len v Nemecku je každý rok 60 000 amputácií, hovorí Dagmar Gail z Amputierten-Initiative e. V. - väčšinou v dôsledku nehôd, cukrovky alebo rakoviny kostí. Rez pre všetkých postihnutých, z ktorého sa niektorí nezotavujú roky. Spoločnosti ako Össur to chcú aspoň zmierniť.
Vysokovýkonné frézky na kov automaticky vytvárajú nite a ozubené kolesá, ktoré je potrebné ručne opracovávať s milimetrovou presnosťou - inak nebude fungovať celá protéza. Takto sa vytvárajú protézy nôh a nôh, s ktorými je opäť možný aj vysokovýkonný šport. V neposlednom rade z dôvodov PR existuje „tím Össur“, ktorý tvorí 15 športovcov - od šprintérov po maratóncov - ktorí lovia medaily so špeciálnymi protézami.
Frézovanie, dierovanie, brúsenie: výroba protéz v spoločnosti Össur
Helgi Sveinsson je jednou z nich. Rakovina kostí pred 17 rokmi ukradla ľavú nohu oštepárovi z Islandu. Dnes 37-ročný mladík trénuje v septembri na paralympiáde v Riu de Janeiro a je tiež zákazníckym poradcom a testovacím pracovníkom nových protéz. Jeho protetická noha tiež pripomína systém konektorov. Na konci drieku protézy, ktorý je natiahnutý na zvyšnú časť tela a pripevnený podtlakom, je skrutka, s ktorou je spojená príslušná protéza v závislosti od činnosti nositeľa. Pre súťaže musí Sveinsson zvoliť zakrivenú bežeckú koľajnicu vyrobenú z uhlíka, „gepard“ - predpisy športových zväzov neumožňujú aktívne protézy napájané z batérie. V každodennom živote je to však jeho prvá voľba. Neľutuje prechod z mechanickej na bionickú protézu: "Je to ako prechod z bicykla na Ferrari."
Napriek tomu: Napriek všetkému pokroku si nie každý zvolí Power Knee. Pretože aj iné protézy majú mikroprocesory. S menším počtom funkcií a bez aktívneho výkonu stroja. Ale za oveľa menej peňazí. Össur zatiaľ predal v Európe menej ako 1 000 kusov svojho kolena Power Knee, o niečo viac v USA, presné čísla nechce prezradiť. Ale všade, kde majú záujem zákazníci, musia prispieť svojimi vlastnými peniazmi - až 38 000 dolármi, v závislosti od výšky úhrady zdravotnej poisťovne. Oddsson tiež uznal, že bionické náhrady sú preto „veľmi zaujímavé riešenie pre určitú časť populácie“. Aj to, ale nielen kvôli cene. "Samozrejme, že chceme ponúknuť tieto pokrokové náhrady každému, ale sú obzvlášť zaujímavé pre ľudí po amputácii, ktorí chcú byť veľmi aktívni." A táto skupina tiež dostáva najväčšiu finančnú pomoc od zdravotných poisťovní. ““
Islandská spoločnosť preto stále generuje väčšinu svojho predaja silikónovými krytmi pre zvyšné končatiny, podpornými zariadeniami a inými ortopedickými výrobkami. Nasledujú protézy s dobrými 40 percentami, z ktorých iba 16 percent pochádza z Össurovej „Bionic Line“. Trh s protézami môže mať hodnotu stovky miliónov dolárov, ale pre porovnanie sú inteligentné protézy ľahké. Stále. Pretože pre Oddssona je zrejmé, že táto technológia bude v určitom okamihu bežná. "Je to ako hrať šach." S bionickými protézami chceme udržať určitú časť rady otvorenú potenciálu. “A potom na nich v blízkej budúcnosti zarobiť peniaze.
Bionický výskum je na celom svete v plnom prúde - zdravotnícki technici, bioinžinieri, lekári a chirurgovia z významných univerzít a ústavov každoročne hlásia nové pokroky zo svojich laboratórií. Hlavne z USA, zo Stanfordu na Yale na MIT, ale aj z nemeckého Fraunhoferovho inštitútu. Spoločnosti ako Otto Bock, Össur alebo Blatchford ako ďalší veľkí poskytovatelia ďalej rozvíjajú výskum.
Oddssonovo oddelenie má k dispozícii zhruba 2 milióny dolárov. Ročne a za každý jeden bionický projekt. Náklady sa samozrejme líšia, ale až 15 miliónov dolárov, tvrdí Oddsson, možno jednu z týchto inteligentných protéz preniesť z papiera do výroby.
Od roku 2013 Össur testuje novú generáciu protéz, ktoré umožňujú ľudskú kontrolu nad umelou končatinou. Na trh ešte nie sú pripravení. "Predovšetkým potrebujeme neustále a čisté signály z tela do vonkajšieho sveta," hovorí Oddsson. Iba tak môžu byť pohyby protézy koordinované so zámermi nositeľa, ktoré sú kalibrované ortopedickými technikmi. "Pacient by si mal predstaviť pohyb." Noha hore. Noha späť, hore alebo do strany. A technici zmerali, ktorá sila signálu zodpovedá ktorému pohybu. ““
Okrem otázok technickej uskutočniteľnosti má Össur aj etické úvahy: Kto by mal mať napríklad prístup k zhromaždeným údajom? Iba pacient? Zdravotné poistenie? Poistenie? Armáda sa okrem toho zaujíma aj o pokrok, ktorý dosiahli nové protézy, a podporuje milióny výskumných ústavov. Zatiaľ dať zraneným vojakom najlepšiu možnú starostlivosť. Ale dlho bolo verejným tajomstvom, že bojové roboty v neistej budúcnosti nahradia vojakov. Nasledovníkom dystopias nedôjde predmet. ---