Ateities protezus kuria studentai

Donatas Lukšys. Asmeninio archyvo nuotr.

Mokslo parkas
Nustatymai

„Vilnius Tech“ (buvusio VGTU) Biomechanikos inžinerijos kated­roje atliekama daug įdomių tyrimų, padedančių parenkant tinkamus protezus. Kalbiname šios katedros lektorių Donatą Lukšį. 

Ką tyrinėja jūsų katedroje dirbantys mokslininkai?

Tyrinėjame, kaip veikia žmogaus griaučių ir raumenų sistema. Mums rūpi jos dinamika ir šios sistemos modeliavimas matematiniu požiūriu. Tyrinėjame, kaip veikia žmogaus kūnas, kai kuri nors viena šios sistemos funkcija sutrinka dėl ligos, negalios ar traumos. Aiškinamės, kaip tą funkciją papildyti ar atkurti. Matuojame ir kiekybiškai įvertiname žmogaus judesius, projektuojame ir modeliuojame individualius implantus bei protezus. Kai abejojama, ar protezas parinktas tinkamai, siūlome keletą tyrimo būdų:

  • biologiškai suderinamų medžiagų mechaninių savybių tyrimą ir modeliavimą;
  • biosignalų matavimą, analizę ir apdorojimą;
  • žmogaus judesių matavimą ir kiekybinį įvertinimą.

Pagal pirmojo tyrimo duomenis galime parinkti tinkamiausias medžiagas protezui ir toms jo dalims, kurios liečiasi su oda, galime patikrinti, ar kitos protezo medžiagos, iš kurių jis pagamintas, yra tinkamos ir ar atlaikys apkrovas judesio metu.

Kaip matuojate žmogaus judesius?

Žmogaus judesiams matuoti naudojame jėgos plokštes, inercinių jutiklių ir optinę judesių registravimo sistemas, taip pat biosignalus. Taip galima gauti labai daug įvairių parametrų, kurie leidžia nustatyti, ar tinkamai parinktas protezas. Žinoma, kiek­vieną sistemą galima naudoti ir atskirai. Pavyzdžiui, naudojant jėgos plokštes galima išmatuoti atramos sistemos jėgas einant. Jėgų pasiskirstymas parodo, ar yra skirtumas tarp kairės ir dešinės kojos. Kai matome didelį skirtumą, galime teigti, kad protezas parinktas netinkamai, vienai kojai tenka didesnė apkrova. Todėl reikėtų pakoreguoti protezą, kad einant abiem kojoms tektų vienoda apkrova.

Kas dar svarbu tinkamai parenkant protezus?

Norint tinkamai parinkti protezą judesius galima registruoti inerciniais jutikliais ar vaizdo kameromis ir gautus duomenis įkelti į griaučių ir raumenų sistemos skaitinio modeliavimo programą, kuri leidžia analizuoti judesius. Šis metodas gali suteikti daugiau informacijos apie kinetinius ir dinaminius parametrus. Trimatės modeliavimo programos leidžia sumodeliuoti žmogaus protezą (tokį patį, kuriuo jis naudojasi) ir įkelti jį į griaučių ir raumenų sistemos skaitinio modeliavimo prog­ramą – taip sumodeliuojamas žmogaus kūnas su protezu. Tokiu modeliu galima nuodugniau išanalizuoti judesius ir nustatyti, ar protezas parinktas tinkamai.

Kokius studentų suprojektuotų protezų modelius galėtumėt paminėti?

Inovaciją ar prietaiso, kuris vėliau galėtų būti pritaikytas kasdienėje veikloje, prototipą studentai kuria rašydami baigiamuosius darbus. Galima paminėti išmaniąją knygų puslapių vertimo sistemą, griebimo funkciją atkuriantį įtvarą, biomechatroninį kulkšnies sąnario protezą, taktilinį Brailio ekraną, avalynės įdėklą pėdos diagnostikai, universalų įtvarą skoliozei gydyti, dinaminį ortezą spastikos kontrolei, pusiausvyros treniruoklį, multikontaktinį taktilinį įrenginį. Tačiau norint sukurti gerą protezą reikia turėti nemenką biudžetą. Mūsų studentai universitete įgytas žinias pritaiko modeliuodami mažesnio dydžio nei tikrieji protezus; juos paskui galima išspausdinti 3D spausdintuvu. Taip įsitikinama, ar viskas sumodeliuota gerai, kad vėliau protezą būtų galima surinkti nuosekliai ir be klaidų.

Ar studentams įdomu kurti prietaisus, padedančius neįgaliesiems ar turintiesiems kokių nors sutrikimų?

Studentai, kurių giminėje, šeimoje ar draugų rate yra asmenų, turinčių negalią ar kitų sutrikimų, dažnai patys siūlo kurti prietaisus, lengvinančius artimųjų gyvenimą. Gydymo įstaigų ar įmonių atstovai kartais kreipiasi į katedrą prašydami, kad padėtume jiems sukurti ar patobulinti konkretų prietaisą arba sukurti tyrimo metodiką.

Eglė VARPIOTAITĖ

 

Rėmėjai

dnt_puslapyje_pirmas
SRTRF puslapyje