В России готовят создателей киберпротезов и имплантатов - «Наука и техника»

Добавлено 08-май-2021, 00:00 От Wilson

Одной из наиболее востребованных профессий в современном мире является проектировщик киберпротезов, экзоскелетов и имплантатов.

Фото: Русская ПланетаРусская ПланетаВ будущем эта специальность станет одной из лидирующих, считают ученые. В Пермском Политехе обучиться ей можно на направлении «Прикладная механика» по профилю «Вычислительная механика и компьютерный инжиниринг».– В настоящее время замена утраченных конечностей тела является одним из важнейших этапов в процессе реабилитации и социализации инвалидов, особенно пациентов детского возраста. Чем «умнее» и функциональнее становятся протезы с точки зрения идентичности выполняемых функций по сравнению со здоровой конечностью, тем ближе мы становимся к восполнению утраченных функций пациентом. Это позволит создать среду, где возможности инвалида приблизятся к возможностям здорового человека, а иногда даже будут их превосходить, – рассказывает доцент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Пермского Политеха, кандидат физико-математических наук Владислав Никитин.Будущие специалисты также обучаются проектированию экзоскелетов. Они позволяют вернуть подвижность в суставах и возможность «встать с кровати» людям, которые перенесли инсульт или спинальные травмы. Кроме того, экзоскелеты могут расширить возможности здорового человека, например, дать ему возможность поднимать и переносить грузы большего веса, чем он сам.Проектирование имплантатов сейчас выходит на новый уровень: при операциях можно заменить всю кость, а не только ее часть. Особенно это актуально в тех случаях, когда использование имплантата кости позволяет сохранить конечность.– Несколько десятков лет назад сильное разрушение костей конечности, например, после ДТП, зачастую сопровождалось ее ампутацией. Сейчас в ведущих клиниках мира раздробленную кость заменяют на искусственную. Имплантат создают из биоинертных материалов, способных выдержать физиологические нагрузки. «Кость» изготавливается индивидуально для каждого пациента на 3D-принтере на основе изображений, полученных с помощью компьютерной или магнитно-резонансной томографии, – рассказывает ученый.Специалисты по компьютерной биомеханике в процессе обучения получают знания в области анатомии и физиологии человека, компьютерного моделирования, механики и биомеханики. Они изучают механизмы работы организма человека, чтобы улучшить качество и продолжительность его жизни.Магистрантка Александра Неплюева, которая обучается на этом направлении, уже занимается разработкой тренажера для реабилитации людей с заболеваниями опорно-двигательного аппарата.– Сейчас я рассчитываю угол поворота позвонков мыщцами-ротаторами, чтобы подтвердить работу тренажера. Он поможет восстановиться людям с заболеваниями опорно-двигательного аппарата: сколиозом или перекосом таза. В моих дальнейших планах – разработка целого кинезитерапевтического комплекса, – рассказывает студентка.

Одной из наиболее востребованных профессий в современном мире является проектировщик киберпротезов, экзоскелетов и имплантатов. Фото: Русская ПланетаРусская ПланетаВ будущем эта специальность станет одной из лидирующих, считают ученые. В Пермском Политехе обучиться ей можно на направлении «Прикладная механика» по профилю «Вычислительная механика и компьютерный инжиниринг».– В настоящее время замена утраченных конечностей тела является одним из важнейших этапов в процессе реабилитации и социализации инвалидов, особенно пациентов детского возраста. Чем «умнее» и функциональнее становятся протезы с точки зрения идентичности выполняемых функций по сравнению со здоровой конечностью, тем ближе мы становимся к восполнению утраченных функций пациентом. Это позволит создать среду, где возможности инвалида приблизятся к возможностям здорового человека, а иногда даже будут их превосходить, – рассказывает доцент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Пермского Политеха, кандидат физико-математических наук Владислав Никитин.Будущие специалисты также обучаются проектированию экзоскелетов. Они позволяют вернуть подвижность в суставах и возможность «встать с кровати» людям, которые перенесли инсульт или спинальные травмы. Кроме того, экзоскелеты могут расширить возможности здорового человека, например, дать ему возможность поднимать и переносить грузы большего веса, чем он сам.Проектирование имплантатов сейчас выходит на новый уровень: при операциях можно заменить всю кость, а не только ее часть. Особенно это актуально в тех случаях, когда использование имплантата кости позволяет сохранить конечность.– Несколько десятков лет назад сильное разрушение костей конечности, например, после ДТП, зачастую сопровождалось ее ампутацией. Сейчас в ведущих клиниках мира раздробленную кость заменяют на искусственную. Имплантат создают из биоинертных материалов, способных выдержать физиологические нагрузки. «Кость» изготавливается индивидуально для каждого пациента на 3D-принтере на основе изображений, полученных с помощью компьютерной или магнитно-резонансной томографии, – рассказывает ученый.Специалисты по компьютерной биомеханике в процессе обучения получают знания в области анатомии и физиологии человека, компьютерного моделирования, механики и биомеханики. Они изучают механизмы работы организма человека, чтобы улучшить качество и продолжительность его жизни.Магистрантка Александра Неплюева, которая обучается на этом направлении, уже занимается разработкой тренажера для реабилитации людей с заболеваниями опорно-двигательного аппарата.– Сейчас я рассчитываю угол поворота позвонков мыщцами-ротаторами, чтобы подтвердить работу тренажера. Он поможет восстановиться людям с заболеваниями опорно-двигательного аппарата: сколиозом или перекосом таза. В моих дальнейших планах – разработка целого кинезитерапевтического комплекса, – рассказывает студентка.