Новый протез стопы сокращает затраты энергии при ходьбе вдвое

Команда американских ученых из Университета Мичигана (University of Michigan) разработала новую модель протеза стопы, которая способна сократить затраты энергии при ходьбе почти в два раза. Все работы по созданию нового протеза финансировались американским Министерством по делам ветеранов, а также Национальными институтами здравоохранения США (National Institutes of Health).

Как известно, конструкция обычных протезов не позволяет им воспроизводить движения голеностопного сустава человека во время ходьбы, а потому пациент, пользующийся таким устройством, вынужден затрачивать на передвижением на 23% больше энергии, нежели если бы он передвигался на своих собственных здоровых ногах. Что же касается нового устройства, созданного группой специалистов под руководством Арта Ко (Art Kuo), то оно предоставляет пользователю возможность сократить энергозатраты, используя в этих целях часть мышечной энергии для отталкивания от поверхности, имитируя таким образом движения лодыжки. Новый протез также оснащен компьютерным чипом, который отвечает за отслеживание этапов движения протеза при шаге, позволяя использовать энергию в нужный момент.

В процессе исследования эффективности работы нового протеза американские специалисты начали с того, что попытались сымитировать походку обладателей обычных протезов, для чего добровольным здоровым участникам исследования было предложено передвигаться в жестком ботинке, не позволяющем совершать движения голеностопного сустава. После этого участникам вновь предлагалось пройтись, но на этот раз с использованием нового протеза.

Как сообщает на своих страницах интернет-ресурс medportal.ru, результаты сравнительного анализа полученных данных показали, что при ходьбе с новым протезом участники исследования затрачивали на ходьбу на 14% больше энергии, чем то происходило при самостоятельном передвижении без каких-либо вспомогательных средств. Если же добровольцы надевали обычный протез, то перерасход энергии увеличивался уже на 23%. Говоря другими словами, новая разработка мичиганских экспертов позволила сократить перерасход энергии при ходьбе почти в два раза.

Комментируя полученные результаты, ведущий автор исследования отметил, что некоторые типы современных протезов также позволяют отталкиваться от поверхности, имитируя движения лодыжки, но вот для этого в таких устройствах предусмотрены специальные двигатели, работающие от внешних источников питания — батарей или же аккумуляторов. Понятно, что такой подход вряд ли способствует миниатюризации устройства, делая его довольно громоздким, а потому, скажем так, не совсем удобным. Новое же изобретение в силу своей конструкции избавлено от подобных недостатков и позволяет использовать для отталкивания энергию самой ходьбы.

На данный момент авторы разработки проводят исследование ее эффективности на лишившихся стопы пациентах Медицинского центра для ветеранов в Сиэтле (Seattle Veterans Affairs Medical Center).

В заключение остается добавить, что подробный отчет о работе американских изобретателей опубликован в журнале «PLoS ONE».