Медицинская мехатроника

В последние годы бурно развиваются медицинские технологии, формирующие облик медицины 21 века. Во многих развитых странах активно ведутся разработки различных мехатронных устройств медицинского спектра направления. Основные направления развития медицинской мехатроники - клиническая медицина, выполнение сервисных операций и разработка систем для реабилитации инвалидов. Основные направления развития медицинской мехатроники представлены на Рис. 1.1

Рис.1.1. Основные направления развития медицинской мехатроники

Роботы для реабилитации

Медицинские реабилитационные устройства предназначены для решения двух задач: восстановления функций утраченных конечностей и жизнеобеспечения инвалидов, прикованных к постели .

История протезирования берет свои истоки не одно десятилетие назад, но к мехатронике непосредственно относятся лишь протезы с усилением. Современные автоматизированные протезы не нашли широкого применения в обществе из-за малой надежности в работе, своих конструктивных и эксплуатационных несовершенств и дороговизне обслуживания. В настоящее время делается довольно многое, чтобы улучшить их характеристики за счет внедрения в них новых конструктивных элементов и материалов, таких, как пленочные тензодатчики для управления силой сжатия пальцев руки-протеза, электронно-оптические датчики, монтируемые в оправе очков для управления протезом руки с помощью глаз пациента и т.п. Современные роботы для реабилитации больных, сделали огромный шаг вперед в области мехатронной медицины. Механические протезы уже почти полностью смогут заменить инвалидам руки, ноги и другие конечности.

Недавно в Японии была разработана механическая рука. Исполнительный орган имеет шесть степеней свободы и систему управления протезом. В Великобритании создана система управления манипуляторами, которые предназначены для протезирования, их особенностью является способность выполнения заранее не запрограммированных заданий. Они обеспечивают обработку сенсорной информации, включая систему распознавания речи. Одной из проблем является управление формирования управляющих сигналов пациентами без помощи конечностей. Ведутся разработки конструкции механической руки с телесистемой, управление ею будет осуществляется датчиками на голове больного. Датчики реагируют на движение головы или бровей.

Для решения задач жизнеобеспечения больных потерявших способность передвигаться самостоятельно были созданы различные варианты роботизированных систем. Качественно новым конструктивным решением является антропоморфная рука - манипулятор, смонтированная на инвалидной коляске и управляемая ЭВМ. Данная система позволяет больному с минимальным уровнем подготовки управлять рукой - манипулятором для удовлетворения физиологических потребностей, пользования телефоном и т.д.

Широкую востребованность пациенты стали проявлять к медицинским роботизированным комплексам. Их функционирование осуществляется через центральный контрольный пост или с помощью различных командных устройств, задание для которых пациент формирует самостоятельно, с помощью речевых команд. Система включает в себя антропоморфную руку - манипулятор, управляющую аппаратуру, командное устройство, телевизионный монитор, а также автоматизированную транспортную тележку. По желанию больного включаются телевизор, радио, осветительные приборы, изменяется положение больного на кровати, приводится в действие манипулятор.

В Сеуле разработано автоматизированное рабочее место-с рукой манипулятором для инвалидов, страдающих тяжелой формой опорно-двигательной системой движения суставами. Благодаря медицинскому мехатронному устройству пациент может принимать пищу ,питье, ухаживать за волосами, чистить зубы ,читать ,пользоваться телефоном и работать на персональном компьютере как обычный человек.

Лучшие статьи по информатике

Цифровой термометр
Уровень и направления развития электронных ЦАП и АЦП в значительной степени определялись и продолжают определяться требованиями к техническим и эксплуатацио ...

Цифровая обработка сигналов
сигнал преобразование фурье искажение Цифрова́я обрабо́тка сигна́лов (ЦОС, DSP - англ. digital signal processing) - преобразование сигналов, п ...

Проектирование и расчет трассы радиорелейной линии
Одним из основных видов средств связи являются радиорелейные линии прямой видимости, которые используются для передачи сигналов многоканальных телефонных со ...