Новиков В.И.¹, Муравьёв С.А.², Муравьев А.Г.^2,3, Новиков И.В.^1
1ООО «Протезно-ортопедическое малое предприятие «ОРТЕЗ», Москва,
² ООО «Техбионик»,
³ ФГБОУ ВО «Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого»,
г. Великий Новгород

Актуальность. Одной из важнейших составляющих частей комплексной реабилитации является такой компонент ортопедии, как ортезирование ортопедическими аппаратами. Большое количество поражений нижних конечностей связано с недостаточным функционированием коленного сустава, причем патологии различны по этиологии.
Цель исследования. Анализ биомеханики нижних конечностей для формирования требований к конструкции модульного роботизированного ортопедического аппарата с нейроуправляемым коленным узлом и разработать данный аппарат.
Материалы и методы. Рассмотрены наиболее характерные с биомеханической точки зрения функции коленного сустава, обеспечивающие процесс локомоции.
Разработаны биомеханические схемы в различные фазы шага, функциональная схема и медико-технические требования к конструкции ортопедического аппарата, как компонента биотехнической системы «больной с ортопедической патологией коленного сустава-модульный роботизированный ортопедический аппарат с микропроцессорным управлением и внешним источником энергии», электрическая схема, программа управления.
Система управления обеспечивает зарессоренное предотвращение сгибания в коленном суставе более 15 градусов при недостаточности выполнения функции подкосоустойчивости в фазу опоры на пятку, так называемом передним толчком.
В фазу опоры на всю стопу в момент прохождения вертикального положения механизм аппарата разгибает коленное сочленение, тем самым поднимая общий центр масс системы на величину около 40 мм. Тем самым создается возможность баллистического движения всей системы как обратного маятника с большей высоты, что значительно снижает энерготраты системы.
Результаты и обсуждение. Изготовлен образец ортопедического аппарата с нейроуправляемым коленным узлом с микропроцессорным управлением и проведены предварительные испытания.
При изготовлении ортопедического аппарата использовались композиционные материалы на основе углетканей и тканей из синтетических нитей «Русар», упругие полимерные шарниры различной конфигурации и жесткости, оригинальные коленные полицентрические шарниры, что также влияло на биомеханику движений.
Выводы. Результаты испытаний показали эффективность применения, разработанного роботизированного ортопедического аппарата, а также необходимость проведения более широкой его апробации.

Работа проводится при финансовой поддержке ФГБУ «Фонд содействия инновациям».

Тезисы из Сборника тезисов «Шестой национальный конгресс с международным участием реабилитация – XXI век: традиции и инновации к 145-летию со дня рождения Г.А. Альбрехта», 18-19 сентября 2023 г., Санкт-Петербург