НашКраш-6: проверяем на прочность протезы

О том, какие протезы выпускаются на московском заводе «Металлист», их разновидностях и состоянии отрасли протезирования в России

Героями нового выпуска проекта стали молодые люди, утратившие части верхних конечностей. Протезы для них изготовил завод «Металлист», входящий в структуру Госкорпорации. Эти современные устройства помогают восстановить привычную двигательную активность, в том числе готовить пищу и заниматься спортом, что и было продемонстрировано в новом ролике.

В послесловии к выпуску специалисты предприятия Ростеха рассказали ведущему программы, известному военному журналисту Алексею Егорову о различных видах протезов и их устройстве, а также о сегодняшнем состоянии отрасли протезирования в России.
 

− Это проект НашКраш, и мы продолжаем рассказывать о самых современных российских протезах. Кто смотрел первый ролик, уже знаком с Владимиром Кявензига, военнослужащим российской армии. В него выстрелили из гранатомета, и Владимир потерял руку. Теперь мы должны представить конструктора, одного из тех людей, кто лично участвовал в создании конкретно этого протеза и не только этого − Владислав Букин, ведущий конструктор протезов верхних конечностей. Владислав, чтобы сразу понимали, насколько современным считается вот это изделие?

− Это вполне себе современный активный тяговый протез, протез на вычленение плеча. Имеет смысл сразу уточнить, что протез – это совокупность различных узлов и комплектующих. То есть здесь есть плечевой шарнир, локтевой шарнир, запястье и кисть. Все по отдельности эти узлы имеют некий функционал, некие возможности к восстановлению, к комбинации. И комбинация этих узлов ограничена по факту только фантазией протезиста. Производством этих комплектующих мы здесь и занимаемся.

− На протяжении... Внимание!

− На протяжении более 100 лет.

− Владимир, ты ощущаешь вес протеза?

− Да. Как раз-таки я попросил, когда мне делали протез, чтобы сделали потяжелее, дабы не было сколиоза.

− То есть когда ты сказал: «Ощущаю, да» – это хорошо?

− Да

− Я-то думал, ты сейчас скажешь: «Нет, он воздушный».

− Плохо, когда у него массы нет и он не компенсирует вес утраченной конечности. Таким образом могут возникать перекосы тела, из-за чего может возникать сколиоз, а также просто неприятные ощущения.

− Физика процесса. Как работает этот протез?

− Этот протез работает достаточно просто. Здесь есть плечевой шарнир, который Володя может отщелкивать, защелкивать с помощью этой защелки. Здесь есть локтевой шарнир. К слову говоря, плечевой и локтевой шарниры, они в данном случае абсолютно идентичны тем, которые сделаны у Владимира в бионической, как мы ее называем, кисти. Там стоит абсолютно такой же локоть, абсолютно такое же плечо.

Локоть разблокируется. При этом один и тот же локоть в случае тягового протеза и биоэлектрического работает по-разному. То есть по-разному скомпонованы вот эти все вещи. И здесь пока что разблокировка локтя происходит с помощью тросика, который Владимир может отщелкнуть, когда ему это нужно.

− Я, когда к вам ехал, думал, что мы будем снимать только бионические протезы, потому что за ними будущее, и вдруг мы видим механику.

− Вы знаете, я, когда начинал заниматься протезами, тоже думал, что будущее полностью за бионическими, а теперь мы делаем в том числе чистую механику. На самом деле есть большой смысл в тяговых протезах, так как протезирование − это всегда компромисс, и они взаимодополняют себя.

У одного человека, как правило, несколько протезов, и каждый из них удобнее в каком-то определенном контексте. Тяговые протезы в этом смысле гораздо удобнее для, например, хозяйственных работ. Они более энергонезависимы, что тоже является плюсом.

− Это так легко снимается, между строк. Пока мы разговариваем, Владимир так легко отсоединил свою кисть.

− К слову, Владимир может в это же самое запястье вкрутить другую кисть. Это делается просто, буквально одним движением. И таким образом можно закрепить уже какой-то другой узел, который ему более удобен для выполнения конкретной задачи.

− Какие еще плюсы у механики?

− У механики есть существенный плюс – это ее энергонезависимость. Так как она приводится в движение мышцами человека, то она абсолютно независима от того, есть ли электричество рядом с вами, нет ли его.

− Можно идти в горы, в поход, в бой.

− Да. У меня есть знакомый, который пользуется протезами. Он ходил в поход по Алтаю, и у него там сломался протез. Протез был тяговый, поэтому в первом же населенном пункте он у фермера попросил леску для триммера, и этой леской починили в полевых условиях протез. В этом смысле это гораздо более удобное изделие, потому что починить бионический протез в лесу − это уже сложно, даже для меня.

− Правильно я понимаю, что случай Владимира с точки зрения протезирования руки самый сложный?

− Да, совершенно однозначно. Каждый сустав несет в себе некий процент от нашей привычной нам подвижности, возможности двигаться и так далее. И утрата каждого сустава довольно ощутимо бьет, например, по количеству степеней свободы, которые способны воспроизвести наши конечности. Я могу вращать кистью в запястье, я могу вращать в локте и в плече. У меня огромный выбор диапазонов движения, траекторий движения руки в пространстве, а также облака точек, где могут находиться кончики моих пальцев.

− И вот теперь возникает вопрос. Если управление механической рукой в такой ситуации мне более-менее понятно, то бионической как он будет в этой ситуации управлять?

− Вообще управление бионической кистью осуществляется за счет электродов, накладываемых на уцелевшие области мышц. И в результате биохимической реакции, которая происходит в процессе сокращения мышцы, на коже меняются электрические потенциалы.

− И вот здесь я вас перебиваю, и мы меняем механическую руку на бионическую. Для того чтобы сразу люди понимали, с чем мы имеем дело. Сколько стран в мире способны создать такую штуку?

− Я знаю буквально несколько компаний, которые выпускают все узлы, которые могли бы быть использованы в этом протезе. Это одна компания в Исландии, в Америке и в Германии. И на первый взгляд, наверное, все.

− В чем сложность?

− Есть компании одного продукта, которые способны сделать сложные технические изделия, например кисть, но не способны сделать другие комплектующие, которые могут быть использованы для построения такого сложного протеза. То есть они делают кисть, но локти нужно использовать другого производителя, плечевой шарнир – другого, может быть, даже третьего производителя. Мы же стараемся делать все.

− Объясните физику или даже теперь уже химию процесса. За счет чего идет движение руки здесь?

− У Вовы установлено два электрода, которые находятся на уцелевших мышцах. Этот принцип называется поверхностной электромиографией. Если говорить кратко, это измерение электрического потенциала на коже, который возникает в результате биохимической реакции в мышцах во время их сокращения.

Если совсем просто, то когда наши мышцы сокращаются, у нас появляется небольшой электрический потенциал на коже. Мы его измеряем, и он служит управляющим сигналом для кисти.

− То есть таким образом мы каждый конкретный протез подстраиваем под конкретного человека, ведь у всех нас в разных точках разные электрические потенциалы?

− Совершенно верно. Это по сути своей отдельная профессия. Называется «протезист». Протезист – это как раз тот, кто из всех этих комплектующих собирает вот такое изделие.

− А вы кто в этой ситуации?

− А я инженер, разработчик комплектующих для протезов верхней конечности.

− То есть вы делаете некий концепт-кар, а уже под конкретного клиента этот концепт-кар подгоняет протезист.

− Да, он использует комплектующие, которые мы делаем, то есть, например, ту же самую кисть, запястья, локоть, плечо либо какие-то другие узлы, которые ему требуются в процессе. И на основе этих узлов делает культеприемную гильзу. И к этой гильзе крепят все необходимые элементы, размещают их и так далее.

Можно назвать стандартом усилие около 100 ньютонов, то есть 10 килограмм на кончиках пальцев, и скорость раскрытия кисти в районе 1-1,5 сек. Это примерно стандарт отрасли для односхватных протезов. Здесь мы как раз это и имеем.

− Здесь в офисе висит такая интересная картинка − это человеческая рука, обычная, стандартная. Вы, конструктор, стремитесь к тому, чтобы создать полную копию?

− Да, однозначно стремимся, так как бионика – это по определению и есть наука о том, как техническим путем приблизиться к тому, что создала природа.

− И как вы думаете, насколько мы, человечество, уже к этому приблизились?

− Я думаю, что человечество двигается к этому, но я бы не сказал, что приблизилось.

− А вот теперь, чтобы вы понимали, какой путь уже пройден, мы должны представить вам председателя совета директоров Московского производственного объединения «Металлист», входящего в Ростех, Сергея Юрьевича Шильникова. Немножко про историю создания вашего предприятия.

− Предприятие является одним из старейших предприятий в мире в протезно-ортопедической отрасли. Создано в 1916 году еще по указу Николая II. Предприятие приостанавливало работу только во время Великой Отечественной войны, когда производило боеприпасы.

− История создания связана с Первой мировой войной?

− Да. И с тех пор предприятие является единственным в России универсальным предприятием, производящим как протезные изделия для нижних конечностей, так и для верхних конечностей.

− При советской власти, особенно в 1960-80-е годы, наша промышленность в этом вопросе была на уровне?

− На уровне. Более того, изделия «Металлиста» даже копировали иностранные предприятия. Была очень развита наука в части создания действительно уникальных протезов нижних и верхних конечностей.

− Но у вас точно так же, как и у всех нас, в 1990-е годы случился обвал?

− Да. Только после передачи предприятия в Госкорпорацию Ростех началось развитие. В последние годы это предприятие стало уже высокотехнологичным, где производят сейчас в России все протезы верхних и нижних конечностей с микропроцессорным регулированием, и продуктовая линейка постоянно расширяется.

− Сориентируйте по стоимости. Сколько стоят протезы?

− Протезы различаются по типу использования. Есть тяговые протезы, они относительно недорогие, и есть протезы с микропроцессорным регулированием, где используются как односхватные кисти, так и многосхватные кисти. Они являются многофункциональными протезами. И стоимость зарубежных аналогов начинается от нескольких миллионов рублей. Мы на предприятии, естественно, сделали эти протезы намного дешевле, то есть порядка на 30-40%,

− А существует такое понятие, как гарантийный ремонт в протезировании?

− Да, и здесь, конечно, преимущество нашего отечественного предприятия в том, что мы оказываем незамедлительный сервис, в отличие от немецких, исландских аналогов, по которым в случае поломки требуется 4-6 месяцев на их ремонт. То есть в это время пациент фактически использует простой косметический протез, не функциональный. В чем смысл нашего сервиса? Мы гарантируем, что в течение 24 часов заменим неисправный модуль, если случай такой произойдет, и вышлем в протезную мастерскую в любом регионе России на замену протеза, вне зависимости от того, какая была причина поломки.

− И пациенту вообще не придется за это платить?

− Конечно. Вообще все протезы в России пациентам устанавливаются бесплатно.

− Вы имеете в виду для участников СВО?

− Для всех пациентов. Как для тех, которые перенесли тяжелую травму, тяжелую болезнь, и также для участников, конечно же, СВО.

− То есть вообще для всех-всех граждан России, кто нуждается в протезировании, оно бесплатно?

− Протезирование является бесплатным в России. Именно в России, потому что далеко не во всех странах мира протезирование является государственной обязанностью.

− Можете оценить потребность Российской Федерации в протезах?

− Ампутации ежегодные происходят порядка для 15 тысяч пациентов в год. И здесь надо добавить еще, что каждые 2-3 года, в зависимости от типа протеза, должна пройти плановая замена. Соответственно, рынок протезирования в России составляет порядка 30 тысяч протезов в год. Поэтому отечественная замена импортных аналогов очень важна для создания технологического суверенитета и для того, чтобы фактически была экономия бюджетных средств на протезирование всех пациентов в России.

− А это государственная политика добиться суверенитета в этом вопросе?

− Да, и об этом неоднократно заявлял президент Российской Федерации Владимир Владимирович Путин. Потому что сейчас есть засилье импортных аналогов, и наша задача эту практику изменить. И более того, я хочу сказать, что мы ее уже меняем, это не какие-то слова. Производство высокотехнологичных протезов на «Металлисте» возросло в разы.

− Вот если я беру теперь в руки это изделие. Основная цена здесь где сконцентрирована? Что самое сложное в изготовлении?

− Самое сложное в изготовлении − это терминальное устройство, непосредственно кисть и возможность ее программного обеспечения реагировать правильно на мышечное движение пациента, быстро работать и разгибаться. Вот основная задача. Там внутри находится механизм, электроника, моторчик, который отвечает за это движение. Это самое сложное. Глобально это «мозги», потому что здесь есть специальная система управления, которая отвечает за движение протеза.

− Здесь тоже есть внутри «мозги»?

− Конечно, да. Здесь аккумуляторный блок и плата управления протезом, и соединение с миографическими датчиками, которые очень сложные в изготовлении. И миографические датчики, подчеркну, делаются исключительно в России, это 100% отечественная разработка на уровне лучших зарубежных аналогов.

Мы находимся в силиконовом цеху, где мы изготавливаем косметические оболочки для протезов рук. Очень важный момент, что мы в указанном силиконовом цеху разрабатываем технологию изготовления полимерных оболочек на уровне, опять же повторюсь, лучших зарубежных аналогов.

В России нет отечественного производства качественных оболочек. Рынок очень большой, очень большая потребность с этими оболочками, поэтому мы этот силиконовый цех создали не только для производства косметических оболочек, но и для производства полиуретановых лайнеров.

И, кстати, мы очень большое внимание уделяем детскому протезированию. Это социальная ответственность, и никакой там речи о прибыли не идет. Мы обязаны это делать, чтобы помочь нашим детям.

− В первую очередь кто нуждается в протезах?

− Это люди, которых поразила болезнь, причем в достаточно преклонном возрасте, в результате диабета.

− А мне всегда казалось, что в первую очередь это аварии, бытовые травмы?

− Нет, статистика немножко не такая. В основном это люди, которые пострадали от достаточно тяжелого течения болезней. Это диабетики в основном.

− А специальная военная операция большой вклад оказывает?

− Нет. В соотношении пациентов это меньше нескольких процентов. Есть резко увеличивающаяся потребность в высокотехнологичных протезах, связанных с двигательной активностью тех пострадавших участников, которые находятся в молодом возрасте, которым нужны именно бионические протезы.

− Потому что одно дело, когда человек после диабета, он уже практически обездвижен…

− Обычно используются шинные протезы, которые очень достаточно просты. Либо коленные модули, которые пневматические, без микропроцессорного регулирования.

− Тут нужно тоже объяснить зрителям, почему мы снимали именно таких молодых подвижных парней. Это с точки зрения производителя сложный клиент?

−  Да, это очень сложный клиент, особенно в части протезирования верхних конечностей. Там действительно увеличилось количество изготавливаемых протезов рук. По статистике до СВО это было порядка 8%, сейчас это доходит до 15%. И есть сложные протезирования. Именно на «Металлисте» мы изготавливаем комплектующие для протезов с полным вычленением плеча. И вот здесь как раз на столе лежат указанные протезы, и человек фактически получает подвижность рук. Есть и тяговые варианты, есть и версии с многофункциональными кистями.

Фактически возвращаем почти полностью функционал потерянной руки. И наша задача как раз на ближайшие, условно, 5-10 лет – сделать полную продуктовую линейку, то есть чтобы 100% комплектации для протезно-ортопедической отрасли производилось на «Металлисте». Это касается нижних конечностей, коленных модулей, стоп, верхних конечностей, локтевых шарниров с электроприводом, кистей многосхватных, многофункциональных.

И все это, о чем я говорил, это высокотехнологичное протезирование, где используются самые новейшие разработки. Наш инженерный состав планирует в ближайшей перспективе представить протезы верхних конечностей с обратной связью.

− Обратная связь это что означает?

− Это будет некая вибрация при использовании кисти, которая будет считываться организмом. Кисть реагирует на это либо вибрацией, либо созданием давления, для того чтобы пациент ощутил, что он взял предмет, насколько точно он его держит. И это тоже важная задача для обратного контакта.

Что касательно коленных модулей, то там мы вообще используем нейросеть, о которой сейчас все говорят. Мы собираем информацию, облако точек, по тому, как ходит пациент, и с помощью паттернов, которые на основе нейросети создаются, мы определяем более точно, предсказываем характер ходьбы и, соответственно, работу электромеханического клапана в самом коленном модуле.

− Подводя итоги. «Металлист» занимается темой протезирования больше 100 лет. Вы никогда не прекращали эту работу. На ближайшие годы какие задачи ставите перед собой?

− Задача – добиться полного технологического суверенитета в протезной отрасли, заместить всю поставку импортных комплектующих и, конечно, расширить экспортный потенциал. Потому что наши изделия являются очень высокотехнологичными и конкурентоспособными на мировом рынке.

− Ну и главное, чтобы вашей продукцией были довольны в том числе и участники СВО.

− Без сомнений, так и будет.