В Пермском Политехе готовят проектировщиков киберпротезов и экзоскелетов

5 мая — в Международный день борьбы за права инвалидов — специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) рассказали, как в российском вузе готовят проектировщиков высокотехнологичных протезов, современных экзоскелетов и имплантатов.

Прогнозируется, что в будущем одной из наиболее востребованных профессий станет проектировщик киберпротезов, экзоскелетов и имплантатов. Именно этой специальности учат в Пермском Политехе на направлении «Прикладная механика» по профилю «Вычислительная механика и компьютерный инжиниринг».   

По словам доцента кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики ПНИПУ, кандидата физико-математических наук Владислава Никитина, сейчас замена утраченных конечностей тела стала 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», — рассказал ученый.

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», — объяснил Владислав Никитин.

Помимо создания кибепротезов и имплантатов, будущие специалисты в ПНИПУ также обучаются проектированию экзоскелетов. Устройства 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.

Специалист по компьютерной биомеханике в процессе обучения получает 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 ПНИПУ Александра Неплюева, которая обучается на направлении «Прикладная механика», уже занимается разработкой тренажера для реабилитации людей с заболеваниями опорно-двигательного аппарата.

«Сейчас я рассчитываю угол поворота позвонков мышцами-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», — поделилась планами Александра Неплюева.