1+2/2011 - Společnost pro pojivové tkáně

ÚvodPředpokládejme amputaci DK nadkolenem. Inteligentní protéza předpokládámikroprocesorem ovládaný pohyb koleneusnadňující chůzi pacienta. Výzkumv oblasti protéz lze rozdělit na zjištěnísil v kolenu pro návrh mechaniky protézya na ovládání pohybu protézy. Např.Herman [4] (chirurg z Scripps klinikyv USA) implantoval protézu se zařízenímna měření sil v kolenním kloubu s bezdrátovýmpřenosem dat do počítače. Číselnéhodnoty sil pak je možné použít pro návrhmechaniky protézy s ohledem na dynamicképůsobení. Procesorem řízené protézyvyvinuly např. firmy Otto Bock HealthCareMinneapolis, Endoliete Centerville, Ossur-Flexfoot Aliso Viejo CA. Podle [1] kvalituprotézy lze popsat úrovní:0 – nemá schopnost zvýšit kvalitu chůze,1 – má schopnost kvalitní chůze po rovnémterénu, vhodné pro pohyb v domácímprostředí,2 – má schopnost pohybu po mírných překážkách– obrubníky, schody, nerov nýterén,3 – má možnost ovládat kadenci (rychlost)chůze,4 – přesahuje základní dovednosti chůze,nároky dítěte, aktivního dospělého čisportovce.Systematické přezkoumání procesoremřízených protéz provedlo Ministerstvopro záležitosti veteránů USA v rámci„Technology Assesment Program“ (MDRC2000) [9], Stinus [6] sledoval skupinu15 pacientů a jejich subjektivní hodnoceníve srovnání s mechanicky ovládanýmiprotetickými kolenními klouby. Schmalza kol. [7] srovnával parametry elektronickyřízeného pohybu kolena při chůzi naběžícím pásu a zjistil nižší spotřebu kyslíkuu těchto pacientů. Chin a kol. ve své studii[5] prokázal, že pacienti s inteligentní protézoumají o 24 % vyšší energetický výdej protizdravým osobám. V následné studii China kol. [6] však prokázal, že zvýšení energetickýchvýdajů (měřeno spotřebou kyslíkuje individuelní a v závislosti na rychlostichůze. Johansson a kol. [3] srovnával protézuOtto Bock-C-Leg řízenou mikroprocesoremse standardní hydraulickou procedurou(Mauch) a zjistil 2 % energetickouúsporu, což je sice statisticky bezvýznamné,ale zvýšení kvality chůze je podstatné.Tento článek popisuje nový typ řízenípohybu protézy na úrovni 2 (podle publikace1) a dále možné rozšíření na úroveň3 a částečně 4. Plné dosažení úroveň 4 (jinépohyby než běžná chůze) je možné dosáhnoutna základě výzkumu a experimentůs realizovanými protézami.Mikroprocesor pro řízení pohybu protézyse běžně navrhuje metodou černéskříňky, tzn. pomocí neuronové sítě, kdeučící algoritmus probíhá na různých typechchůze zdravého člověka. Tento článekjde cestou přímého nalezení algoritmu promikroprocesor.Úlohou je sestavit algoritmus výpočtuvhodné flexe v kolenním kloubu protézypro zadanou polohu stehna zadanou flexív kyčelním kloubu. Článek navazuje načlánek [2], ve kterém byl publikován algoritmusnatočení protézy při pohybu navodorovném terénu. Algoritmus v článku[2] byl volen tak, aby pohyb konce nohybyl pokud možno po parabole. Tentočlánek uvádí zcela jiný algoritmus vhodnýpro nerovný terén, svah, chůzi do a zeschodů. Pohyb DK je řízen pohybem femurua počítačový program natáčí protézuv koleni tak, aby vodorovný posun konceprotézy byl konstantní.POHYBOVÉ ÚSTROJÍ, ročník 18, 2011, č. 1+2 43