COMANDA MECANISMELOR PROTEZELOR PENTRU MÂNĂ

Particularităţi ale comenzii protezelor

Comanda unei proteze are rolul de a asigura realizarea în bune condiţii a operaţiie de prehensiune. Particularitatea principală a unui sistem de comandă folosit la proteze constă în faptul că acesta conlucrează într-o măsură mai mare sau mai mică cu părţile viabile ale corpului uman. Cu cât gradul de handicap al utilizatorului este mai mare, cu atât complexitatea sistemului de comandă este mai mare, iar fluxul de informaţii care trebuie prelucrat este considerabil, pe când, dacă gradul de handicap este mai redus, sistemul de comandă poste fi simplificat într-o măsură importantă.

Ca urmare, alegerea sistemului de comandă trebuie făcută în strânsă legătură cu starea psiho-fizică a utilizatorului.

În general, structura sistemului de comandă se alege în funcţie de fazele principale ale prehensiunii.

În cazul protezelor, se consideră următoarele faze principale:-faza de deplasare, constând în aducerea protezei aproximativ în zona de acţiune;-faza de poziţionare, care constă în plasarea protezei cu configuraţia adaptată pentru prehensiune, în imediata vecinătate a obiectului de prehensat;-faza de execuţie, care înseamnă executarea acţiunii propriu-zise de prehensiune sau a altei operaţii ce poate fi realizată cu proteza (apăsarea unui buton, a unei clape, a unei manete, împingerea unui obiect etc.).

Calitatea principală a primei faze este sau trebuie să fie rapiditatea, pe când a celorlalte două este precizia. Principalele tipuri de comenzi utilizabile la proteze pentru a realiza fazele de mai sus sunt:a. Comanda analitică a poziţiei

Sistemul de comandă nu are memorie, ci execută o comandă ce presupune atingerea unei poziţii prestabilite. Odată comanda executată, operatorul nu mai poate interveni. Comanda constă în coordonatele unei poziţii (ale unui vector de poziţie).b. Comanda analitică în viteză

Sistemul de comandă este similar cu cel anterior, cu deosebirea că viteza este vectorul utilizat la comandă.c. Comanda semi-analitică

În acest caz, operatorul (putătărul protezei) dă al început date privind poziţia dorită, permiţând începerea traiectoriei, apoi operatorul are posibilitatea corijării pe parcurs, furnizând informaţiile necesare.d. Poziţionarea automată pentru prindere

Proteza este dotată cu senzori de proximitate şi de contact, ce fac parte integrantă din sistemul de comandă, astfel că odată sistemul activat, proteza îşi găseşte obiectul şi execută operaţia de prindere pe baza unui program suport interactiv cu particularităţile mediului.e. Comandă prin indicarea punctului ţintă

În această situaţie, punctul ţintă (obiectul de prehensat) se indică printr-un fascicul luminos, orientarea privirii operatorului sau prin analiza generală a spaţiului de acţionare. În acest ultim caz, spaţiul de acţionare poate fi memorat şi apoi recunoscut prin analiza

globală sau poate fi analizat succesiv pentru recunoaşterea unor repere principale prestabilite. f. Comandă prin indicaţii asupra obiectului de prehensat

Operatorul paote india numele, numărul sau codul obiectului; sistemul de comandă îl localizează şi execută prinderea.g. Comandă prin limbaj natural

O astfel de comandă este foarte practică pentru o proteză, însă în prezent este dificil de realizat datorită modului electronic care trebuie să recunoască cuvintele de comandă ale operatorului. Un avantaj al acestui sistem îl reprezintă numărul relativ redus al cuvintelor necesare, cel puţin într-o primă fază.

Strategia comenzii protezelor

O strategie corect aleasă pentru comanda unei proteze este importantă atât pentru conceperea, cât şi pentru utilizarea optimă a sistemului de comandă. Strategia cuprinde fazele necesare efectuării ueni operaţii. De exemplu, strategia „scrie la maşină” cuprinde o fază de comandă în planul xz (un plan orizontal), în care degetul protezei se deplasează spre claviatură, o fază de apăsare, în care degetul apasă o clapă cu forţă constantă şi o fază de revenire în poziţia normală. Pentru orientarea proiectantului, dar şi a utilizatorului de proteze sunt descrise pricipalele faze care sunt utile la efectuarea majorităţii operaţiilor realizate de proteze.a. Faza de translaţie rapidă

Aceasta permite parcurgerea rapidă a întregului spaţiu tangibil, care raportat al un sistem de de referinţă triortogonal, presupune deplasarea de-a lungul sau paralel cu cele trei axe de coordonate. b. Faza de translaţie precisă

Este faza care permite deplasarea ca mai sus, cu o foarte mare precizie de poziţionare. Domeniul pentru această fază este numai o parte, relativ restrânsă, din spaţiul total de acţiune, deplasarea efcetuându-se în imediata vecinătate a punctului ţintă.c. Faza de pilotare

În această fază, se combină comanda de poziţionare cu cea de orientare pe un spaţiu foarte redus.d. Faza de poziţionare orizontală sau de poziţionare

Proteza ocupă poziţia finală faţă de obiectul ce urmează să fie prehensat sau asupra căruia se va acţiona.e. Faza de prindere

Este faza în care proteza se închide pentru a prinde obiectul, după care urmează operaţia dorită. Apoi proteza se deschide şi revine la poziţia iniţială. Ponderea acestor faze în câteva operaţii curente este dată în tabelul de mai jos.

Sisteme de comandă pentru mecanismele protezelor

Sistemul de comandă al unei proteze este compus din trei module (subsisteme) principale: modulul de accesare (de interfaţă între utilizator şi proteză), modulul de comandă propriu-zis şi modulul de interfaţă proteză-obiect

FazaOperaţii

Translaţie rapidă

Translaţie precisă

Pilotare Translaţie orizontală precisă

Prindere

Apropiere rapidă la distanţă mare

Apropiere precisă Prindere(prehensiune) Desenare(scriere) Bătut la maşina de scris

Vărsarea unui lichid Băut cu un pahar Trecere la alt nivel În acest tabel prin s-au notat fazele foarte utile, iar prin fazele utile

Modulul de interfaţă utilizator – proteză

Modulul de interfaţă între utilizator şi proteză permite punerea în funcţiune a protezei şi dirijarea acesteia în sensul efectuării operaţiei dorite. Acest modul poate fi după natura componentelor folosite: mecanic, electric (cu butoane), electronic sau comandat prin voce.

Modulul de accesare mecanic este format dintr-un subsistem sau dispozitiv mecanic, care fiind în legătură cu restul braţului şi corpul utilizatorului permite acţionarea protezei. Acest modul poare fi realizat pe baza unui mecanism sau pe baza unui sistem cu fire.

Aceste module sunt utilizate pentru acţionare, dar sunt, totodată, şi de comandă, deoarece în urma intenţiei de utilizare a protezei se execută cu braţul valid şi parţial cu trunchiul o anumită mişcare şi proteza realizează acţiunea dorită.Modulul de accesare electric poate fi cu butoane sau pe bază de curenţi.

În primul caz utilizatorul are la îndemână o consolă cu un număr redus de butoane prin acţionarea cărora se comandă proteza. Fiecare buton corespunde unei mişcări principale.

În al doilea caz se folosesc biocurenţi captaţi din restul braţului şi generaţi la nivelul creierului utilizatorului în funcţie de acţiunea dorită.Mobulul de comandă electric poate fi consideratacela prin care proteza primeşte o parte din informaţii despre mediul învecinat prin mijloace electronice (senzori ) care sunt prelucrate şi corelate cu cele culese prin mijloace naturale de utilizator, după care sunt folosite la acţiomarea protezei.Modulul de comandă prin voce Acest tip de comandăeste poate cel mai performant însă, în prezent, nu este suficient de perfecţionat.