Bionické protézy horních i dolních končetin nejsou žádnou velkou novinkou, technologie jsou dostupné již desítky let. Až donedávna však pojišťovny v České republice hradily tyto pomůcky velmi sporadicky, takže pacientů, kteří ji mohli získat, nebylo mnoho. „Situace se naštěstí v posledních několika letech mění, takže máme možnost vybavit takovou protézou daleko větší množství lidí. Ti se tak mohou vrátit zpět do práce i ke svým koníčkům a žít do velké míry stejně kvalitně jako zdravý člověk,“ vysvětluje v rozhovoru pro Technický týdeník protetik Jan Maleš ze společnosti Ottobock.
V průběhu přípravy na náš rozhovor jsem narazila na pojmy bionická protéza a myoprotéza. V čem se tyto dva druhy liší?
Bionická protéza se snaží co nejvíce přiblížit fyziologickému pohybu lidského těla za pomoci techniky. Obecně vzato je tak bionickou protézou náhrada horní i dolní končetiny.
Myoprotéza je však zažitý název pro náhradu horní končetiny, protože její ovládání závisí na snímání myosignálu ze svalu, kdežto klouby protéz dolních končetin ovládají pouze mikroprocesory, které snímají různé parametry pohybu a podle toho reagují. Proto se o náhradách dolních končetin častěji hovoří jako o bionických.
Pojďme se nejprve podrobněji podívat na princip fungování myoprotéz, u nichž je základem snímání elektrického napětí ve svalu.
U běžně používaných protéz, které nahrazují pouze dlaň, se v protézovém lůžku na předloktí nacházejí dvě elektrody, z nichž každá je umístěna tak, aby snímala intenzitu myosignálu z flexorových a extenzorových svalových skupin. Ty jsou v končetině odpovědné za otevírání a zavírání dlaně i přitahování a odtahování předloktí.
Úplně základní myoprotézy mají čtyři pohybové vzory – otevření a zavření dlaně ve špetkovém úchopu a rotaci v zápěstí buď směrem k tělu, či od těla. Jsou ale i „inteligentní“ protézy, jež mají i šestnáct úchopových vzorů, například úchop na myš, silový úchop, režim na otevírání dveří, na jízdu na kole a podobně. Oba typy se ovládají tak, že pacient vysílá určitou rychlostí a intenzitou signály, protéza je rozpozná a podle toho se zachová.
U vysokých amputací se signál snímá až z prsních či zádových svalů, a protože tyto svaly dávají více signálů, než potřebujeme, nejsou výjimkou ani přípravné operace. Pro správné ovládání dlaně, předloktí a loketního kloubu totiž musí být v protéze minimálně pět elektrod a bez chirurgického zákroku by docházelo k nechtěným souběhům pohybů. Při operaci proto lékaři sval, který byl ovládaný jedním nervem, rozdělí a nerv, jenž byl zvyklý ovládat třeba dlaň, připojí na svalové vlákno, původně ovládané jiným nervem. Přímo na sále se dokonce elektrickou stimulací testuje, zda je nerv správně zapojený a sval dobře funguje. V České republice však zatím na tento typ operací nemáme kapacity, takže pacienty odesíláme ke zkušenému specialistovi do Vídně.
U kloubů dolních končetin je to ale jinak. Co všechno jeho mikroprocesor zvládne obstarat?
Kloub například sám pozná, když pacient zrychlí chůzi a automaticky zrychluje s ním. Vzhledem k tomu, že má v sobě zabudovaný gyroskop, dokáže rozeznat i změnu terénu a zpomalit tak, aby byla chůze bezpečnější. Zároveň jsou v něm programy, které vyhodnocují nebezpečné situace.
Pokud tedy třeba hrozí pád, kloub se zamkne. Udělá prakticky to samé, co udělá zdravý kolenní kloub. Oproti kloubům s mechanickými brzdami je to velký posun, protože tento typ brzd fungoval na principu zátěže. V momentě, kdy pacient přenesl zátěž na protézu, třecí brzda se zamkla a kloub zůstal stabilní. Pokud ale šel po schodech a váhu přenesl na zdravou nohu, nedokázal kloub vyhodnotit nebezpečí a docházelo k pádům. S bionickou protézou k takovým nehodám nedochází.
Ottobock má centrálu s vývojem i výrobou dlaní ve Vídni, ale protézová lůžka se dělají v Česku. Je jejich výroba náročná?
Neřekl bych, že je extrémně náročná, ale je zdlouhavá, protože protézová lůžka děláme na míru. Nejprve musíme pacientovi sejmout myosignál speciálním přístrojem a vyznačit si na pahýlu končetiny místa, kde bychom chtěli mít umístěné elektrody.
K tvorbě proporcí samotného lůžka se používá buď sken pahýlu, sádrování, případně kombinace obojího. Já mám raději sádru, protože skenování bere zbylý kus končetiny jako jeden celek. Nezobrazuje kosti a ani nezohledňuje kvalitu svaloviny, což je pro mě velmi důležitý parametr. Udělám tedy sádrový odlitek pahýlu a následně na něj modeluji lůžko. Důležité je lůžko vytvořit tak, aby netlačilo na koncové části pahýlu, které bývají zejména po získaných amputacích velmi citlivé. Když je model hotový, vytvořím podle něj zkušební lůžko z transparentního plastu, osadím elektrodami na vytyčená místa, vsunu si do něj pacienta a sleduji, jaký je kde tlak na pokožku a zda jsou svalové skupiny uloženy správně. K tomu měřím úroveň myosignálu a hledám tu nejlepší pozici pro elektrody, přičemž rozhodují i milimetry. Těchto lůžek uděláme s pacientem pět, někdy i šest, než se nám podaří vše vyladit.
Pak přichází na řadu testování se zátěží v podobě připojené funkční dlaně, kdy ještě dochází k dílčím úpravám lůžka. A v momentě, kdy se nám podaří najít ideální konstelaci, dám tuto zkušební myoprotézu pacientovi domů, aby ji na určitý čas testoval ve svém běžném denním provozu. Když je s tvarem lůžka spokojený, můžeme se pustit do výroby finální myoprotézy.
(Celý článek naleznete v aktuálním vydání Technického týdeníku.)