С таким недугом невозможно умыться, почистить зубы, расчесать волосы. Невероятное усилие требуется, чтобы поднести ложку ко рту, надеть шапку. Илона подбрасывала ее прямыми руками, стараясь закинуть на голову. Вот такая пациентка попала к заведующему кафедрой оперативной хирургии и топографической анатомии Волгоградского медуниверситета Александру Воробьеву. Именно ему принадлежит идея: детям-инвалидам с подобными проблемами мог бы помочь экзоскелет. Это устройство, за счет внешнего каркаса многократно увеличивающее силу человека.
Изначально это были военные разработки - ученые пытались воплотить в реальность мечту о суперсолдате, образ которого часто мелькает в фантастических фильмах. В 2000-х годах изобретение из области военной шагнуло в медицинскую: устройство может значительно облегчить жизнь инвалидов. Пионерами стали американцы. Причем они идут по пути создания так называемых активных экзоскелетов - с электрическим приводом. Но такие устройства и по габаритам, и по весу, и по цене в тысячи долларов практически не приемлемы.
В нашей стране разработкой экзоскелетов для ног занимаются ученые из МГУ. А вот экзоскелетом рук, да еще и пассивным, то есть без использования электромоторов, кроме волгоградцев, не занимался никто. Это первая, уникальная отечественная разработка. Волгоградские ученые назвали ее "Экзаром".
- Нам нужно было решить несколько задач. Устройство должно иметь определенный объем движений для крупных суставов, чтобы выполнять привычные движения; быть легким и прочным, изготовленным из безопасных материалов, доступным по цене и не зависеть от источников питания, - рассказывает профессор Воробьев. - И еще один важный момент: так как мы делали его для ребенка, должна быть возможность замены конструктивных элементов и адаптации под растущий организм.
За помощью профессор Воробьев обратился к доценту Волгоградского технического университета Алексею Петрухину - одному из лучших в Волгограде специалистов по компьютерному моделированию.
- Самые интересные проекты рождаются на стыке наук, в данном случае медицины, техники и компьютерных технологий, - говорит Петрухин. - все узлы пришлось разрабатывать с нуля, строить трехмерные модели всех элементов, искать технологии их изготовления.
На компьютере был просчитан и создан первый образец экзоскелета. Но когда Алексей Владимирович собственными руками для конкретного ребенка изготовил первый опытный образец, он не заработал.
- Мы поняли, что необходимо провести цикл работ по анатомической параметризации и "привязать" цифровую модель аппарата к конкретному ребенку, - рассказывает Александр Воробьев. - Мы определили шесть анатомически зависимых параметров конструкции, позволяющих адаптировать аппарат к пациенту.
Конечно, аппарат не возмещает полностью функции, доступные здоровому человеку. Самый большой "дефицит", в 80 градусов, наблюдается при разгибании "механической руки". Кроме того, в "Экзаре" нет поворотных движений. Но даже тот объем движений, который становится доступным, кардинально меняет жизнь человека "без рук".
- Наше изобретение правильнее назвать аппаратно-методическим комплексом, так как для достижения результата, реабилитации ребенка необходимо комплексное лечение, - считает Алексей Петрухин.
Волгоградские специалисты начали работать с Илоной, когда ей было три года. Сейчас девочке пять с половиной. Больше года потребовалось на разработку конструкции, еще год - на подгонку. Первые образцы не работали, последующие - ломались. Модель, которую она смогла, наконец, надеть, удалось сделать в конце прошлого года. И вот уже несколько месяцев Илона "с руками". Все это время не прекращались обследование и лечение девочки. Лишь в прошлом году ей поставили окончательный диагноз: артрогрипоз. Это врожденная патология нервно-мышечной системы и суставов, при которой не сгибаются и не разгибаются конечности, встречается одна на 10 тысяч человек. "Экзар" способен заменить руки и верхний плечевой пояс при других болезнях. Скажем, некоторых формах ДЦП. Паралич рук - это следствие, а причины его различны. .
Илоне с помощью экзоскелета стало проще обслуживать себя. . "Экзар" показал эффективность для реабилитации одного ребенка. Важно получить результаты, которые можно обобщить. в Волгоградском медуниверситете создается база данных больных детей для более масштабных испытаний аппарата.
Кстати
Стоимость "Экзара" в несколько раз меньше стоимости протезов. Есть три варианта выпуска аппарата: печать на 3Д-принтере, литье в силиконовые формы из двухкомпонентных пластмасс и литье в пресс-формы гранулированного пластика. Каждый способ дешевле другого примерно в три раза.