1 курс 2 сем БТС Боброва / 0501_Конунников_отсчет

протеза и ноги от сильного напряжения на осевые механизмы. Пружинный клин служит опорой, заменяя стопу человека.

Батарея встроенная в протез по закрытому типу, питает центральный процессор, мотор-редуктор и систему оповещения. Ее подзарядка происходит через USB модуль встроенный на ней.

Система оповещения, состоящая из динамика, лампочки и вибромодуля получают сигнал от центрального процессора и функционирую в зависимости от ситуации и/или воздействия на них.

2.2 Функциональная схема

Функциональная схема представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Функциональная схема

Протез подсоединяется к персональной электронно-вычислительной машине-1 (ПЭВМ-1), который на дисплей-1 выводит электромиограмму с культи бедра, рабочие параметра протеза. На другой ноге наложены электроды от цифрового электромиографа, подключенного к персональной электронно-

вычислительной машине-2 (ПЭВМ-2), который выводит данные на дисплей-2.

12

Врачи и техник анализируют полученную информацию, выполняют необходимую коррекции. Система внешних факторов влияет на пациента,

врача, техника, протез.[6].

Система внешних факторов:

Климатические.

Факторы жизнедеятельности.

Техногенные - короткое замыкание, высокое напряжение.

Экологические.

Факторы стресса.

13

3. Разработка алгоритма регистрации и обработки сигнала

Алгоритм регистрации и обработки сигнала представлен на рисунке 4.

Рисунок 4. – Алгоритм регистрации и обработки сигнала

Для снятия сигнала необходимы активный, пассивный,

индифферентный (референтный) электроды. Активный электрод находится над двигательной точкой мышцы или над нервом, т.е. в активной зоне

14

генерации потенциала, а референтный электрод отнесен от точки регистрации на некоторое расстояние (на сухожилие мышцы или на 2–3 см от точки проекции нерва), т.е. находится вне зоны генерации потенциала. Согласно договоренности, активным электродом считается тот электрод, под которым разность потенциалов является отрицательной. Условным обозначением активного электрода является знак «–», а референтного – знак «+». Обе пластины накожного биполярного регистрирующего электрода для регистрации потенциала сенсорного нерва обычно располагают над нервом с межэлектродным расстоянием 4 см. [8].

Частота дискретизации – 1000 Гц.

15

4 ОБОСНОВАНИЕ ЭРГОНОМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРИБОРА

4.1 Общие требования к протезу нижней конечности

Протез нижней конечности должен выполнять следующие требования по ГОСТ EN 614-2-2012 «Безопасность машин. Эргономические принципы проектирования. Часть 2. Взаимосвязь между конструкцией машин и рабо-

чими задачами».

1. Необходимо присутствие техника-наладчика и консультация врача-

специалиста во время настройки протеза.

2. Соответствует ли изготовленный протез предписанному. Если это пе-

ределка, то учтены ли все замечания и рекомендации.

3. Проверить отсутствие дополнительных клавиш, рычагов, электриче-

ских и электромагнитных проводников с внешней стороны изделия.

4.Настройка и надстройку изделия перед эксплуатацией проводить в специально-отведенном техническом помещении.

5.Легко ли пациент надевает и снимает протез.

6.Удобства пациента в различных положениях: сидя, стоя, лежа.

7.Адекватная ли высота передней, латеральной и медиальной стенок

протеза.

8.Кроме этого гильза протеза должна соответствовать следующим нор-

мативным требованиям.

Прочное соединение между культей и гильзой.

Полный контакт.

Максимальная нагрузка на конец культи.

Сохранение циркуляции крови и иннервации культи.

Незначительные размеры внешних конструктивных элементов.

Возможность следующей подгонки.

Простота ухода.

Долговечность.

16

9.Не должно быть боли или других неприятных ощущений.

10.Функционирует ли нормально протез и все его составляющие.

11.Соответствуют ли размер, цвет и внешние контуры протеза сохра-

нившейся конечности.

12. Оценка протеза самим пациентом.

4.2 Материал протеза

Гильза протеза изготовлена из слоистого пластика, термопласты марки ГОСТ 20966-75, алюминия марки (АК6 ГОСТ 4784-97, АЛ9 ГОСТ 1583-93).

Выбор алюминия обусловлен тем, что его себестоимость и трудоемкость обработки достаточно низкие, а гильза не испытывает серьезные динамические и статистические нагрузки.

Изготовление зажимов выполняется из стали марки 20Х13 ГОСТ 594975. Данная сталь используется в хирургии, где она показала себя с лучшей стороны, являясь одновременно не такой дорогой в обработке по сравнению с титаном и в то же время довольно устойчивой к коррозии за счет хромирования. В отличии от алюминия, сталь менее пластичная, что удовлетворяет ее требованиям в конкретном изделии.

Для охлаждения шарниров и валов используется акриловая смола марки ПН-1 ГОСТ 27952-88.

Валы и механизмы, испытывающие статистическую и динамическую нагрузку изготавливаются из титановых сплавов марки ВТ9 ГОСТ 19807 - 91,

ВК8 ГОСТ 3882-74, Т15К6 ГОСТ 3882-74, поскольку титановые сплавы,

несмотря на себестоимость и трудоемкость обработки, соответствуют прочностным характеристикам, которые испытывает протез.

При эксплуатации бионического протеза нижней конечности уделяется особое внимание взаимодействию между культёй и культеприёмной гильзой.

Необходимо использование специальной подкладки для профилактики различных раздражений кожи культи – лайнера.

17

Лайнер — это специальный, похожий на носок чехол для культи, кото-

рый выполняет функцию “второй кожи”, прокладки между мягкой подвижной кожей культи и твердой поверхностью культеприёмной гильзы. Он защищает и “амортизирует” чувствительные и восприимчивые к давлению области культи и соединяет ее с протезом. Выбор подходящего лайнера очень важен для правильного и удобного крепления протеза [1].

Лайнер может быть сделан из силикона, сополимера или полиуретана

[2]. Материалы представлены на рисунке 5. Силикон устойчив к износу и легко чистится. Сополимер отличается высокой эластичностью. В нем содержится белое минеральное масло, которое подходит для культи с сухой кожей. Поли-

уретан позволяет обеспечить равномерное распределение давления и способ-

ствует индивидуальной и удобной подгонке. Материал подходит для чувстви-

тельных культей [2].

Выбор материала лайнера производится на основе индивидуальных па-

раметров пациента, таких как уровень его активности и форма культи.

Рисунок 5 – Материалы для лайнеров

4.2 Описание эргономических особенностей протеза

В бедренной части протеза, в области гильзы находится эластичный ре-

мень, к которому крепится небольшое универсальный трекер 40х30х7 мм. Рас-

положение трекера вариативно, т.е. по своему желанию пользователь может перемещать его по поверхности бедра.

18

На устройстве имеется дисплей (рисунок 6), который позволяет пользо-

вателю получить информацию об уровне заряда протеза, индикатор, который отражает работоспособность протеза. Над дисплеем имеется одна механиче-

ская кнопка радиусом 7 мм. Короткое нажатие - включение подсветки для про-

смотра уровня заряда (рисунок 7). Длительное нажатие в течение 5 секунд -

включение/отключение протеза. Длительное нажатие необходимо для того,

чтобы пациент не мог случайно отключить протез. Механическая кнопка удобна тем, что осязательно ощутима и нет необходимости зрительного кон-

такта при нажатии.

Порт USB для зарядки находится на “голени”, этим обеспечивается близкое расположение к питаемым элементам.

Для получения более обширной информации пользователь может уста-

новить приложение на телефон. В данном приложении можно узнать уровень заряда, работоспособность составных частей протеза, график технического об-

служивания и т.д. Настройка дисплея в приложении является пользователь-

ской. Оформление приложения представлено на рисунке 8.

Рисунок 6 – Расположение дисплея

19