Artificial parts and limbs. Upper limb Prostheses design and construction

1. Cursul 1

2. INGINERIA BIOMEDICALĂ
Dispozitive de protezare
si organe artificiale
Inginerie
recuperatorie
Biomecanica
Imagistică
medicală
Instrumentaţie
medicală
Biomateriale

3. “Corpul uman este singura maşină pentru care nu există
piese de schimb” Ambroise Bierce(1850-1914)

5. COMPONENTE ARTIFICIALE
clasificare generala

6. STADIUL ACTUAL ÎN DOMENIUL
TEHNOLOGIILOR DE SUBSTITUŢIE
ŞI DE RECONSTRUCŢIE FUNCŢIONALĂ
COMPONENTE ARTIFICIALE TRANSPLANT
Largă acceptare clinică
Acceptare clinică cu rezerve
Acceptare clinică limitată
Stadiu experimental
Stadiu de concepţie

7. STADIUL ACTUAL
ÎN DOMENIUL TEHNOLOGIILOR DE SUBSTITUŢIE
ŞI DE RECONSTRUCŢIE FUNCŢIONALĂ

8. STADIUL ACTUAL
ÎN DOMENIUL TEHNOLOGIILOR DE SUBSTITUŢIE
ŞI DE RECONSTRUCŢIE FUNCŢIONALĂ

9. STADIUL ACTUAL
ÎN DOMENIUL TEHNOLOGIILOR DE SUBSTITUŢIE
ŞI DE RECONSTRUCŢIE FUNCŢIONALĂ

10. STADIUL ACTUAL
ÎN DOMENIUL TEHNOLOGIILOR DE SUBSTITUŢIE
ŞI DE RECONSTRUCŢIE FUNCŢIONALĂ

11. STADIUL ACTUAL
ÎN DOMENIUL TEHNOLOGIILOR DE SUBSTITUŢIE
ŞI DE RECONSTRUCŢIE FUNCŢIONALĂ

12. OCHIUL ARTIFICIAL
NASUL ARTIFICIAL
IMPLANTE COHLEARE

13. VEDEREA ARTIFICIALA

14. VEDEREA ARTIFICIALA
An "artificial eye" which would allow blind people to see is due to be
implanted in a patient within the next few months.
The device taps directly into the optic nerve and could restore some measure
of sight to people whose retinas have been damaged or destroyed.
Visual sensations beamed from a video camera are created in the brain by
the artificial eye, developed by a team at the Catholic University of Louvain, in
Belgium, directly stimulating different parts of the optic nerve.
Other implants being developed stimulate the ganglia cells on the retina or
the visual cortex of the brain itself.
But the Louvain team, led by Claude Veraart, says these other techniques
require large number of electrodes to create images which are recognisable.
His device uses a coil to wrap round the optic nerve with only four points of
electrical contact.
Stimulated
A video camera, positioned externally, transmits via a radio transmitter and
microchip to an implant behind the ear. This is connected to the electrodes on
the optic nerve.
Different parts of the optic nerve are stimulated by altering the signals, similar
to the way in which the electron guns in TVs are aimed at different parts of
the screen.
Veraart and his colleagues have spent the past two years experimenting with
a volunteer who has the electrode implanted, with wires leading out of her
body to the signal processor. By asking her to point in response to various
stimuli, Veraart and his colleague Charles Trullemans have been able to map
camera pixels onto the corresponding parts of her visual field. This was
possible, said Veraart in New Scientist magazine, because the subject was
once sighted and knows what it means to "look at" something. The
researchers hope the device will at least allow blind people to avoid
obstacles, though more tests are necessary before the device is implanted.
Most critical is the time it takes to realise they are approaching an object.

15. URECHEA
ARTIFICIALA

16. SIMTURI ARTIFICIALE
MIROSUL – nasul bionic
GUSTUL – bionic

17. INIMA ARTIFICIALĂ

18. PROTEZE VASCULARE

19. MUŞCHI ARTIFICIALI

20. Proteze de mâna

21. Proteze de mâna

22. DIALIZA
circuite extracorporale

23. PLAMÂN ARTIFICIAL

24. PROTEZAREA
• Activitatea de realizare a mijloacelor de inlocuire sau
substituire a organelor sau segmentelor corporale
DIRECTII:
transplantul de organ
componente artificiale
Dispozitive ce suplinesc
functia unui organ existent
in ortopedie: ORTEZE
Dispozitive ce inlocuiesc functia unui
organ deteriorat prin boala sau accident
PROTEZE
in ortopedie: proteze ortopedice
endoproteze exoproteze

25. LIMITELE COMPONENTELOR ARTIFICIALE
ACTUALE
Capacitate limitată de reproducere a funcţionalităţii organului înlocuit
Reproducerea funcţionalităţii prin procese nenaturale
(mecanice, electrice sau chimice)
Realizarea din materiale sintetice
Absenţa capacităţii de adaptare la procesele de creştere din
organismul uman
A doua generaţie: protezele biohibride
A treia generaţie: protezele informatizate sau “ inteligente”
( prima generaţie - proteze convenţionale)

26. ETAPELE PROIECTĂRII
ECHIPAMENTELOR ŞI DISPOZITIVELOR
DE PROTEZARE
1. stabilirea în termeni cantitativi a parametrilor esenţiali privind funcţia
sau funcţiile ce urmează a fi reproduse de componenta artificială;
2. stabilirea restricţiilor impuse de cuplarea produsului cu organismul uman
şi evaluarea duratei de utilizare neîntreruptă;
3. evaluarea posibilităţilor de materializare tehnică a produsului (utilizarea
tehnicilor de modelare şi simulare pot sprijini substanţial acest proces
conducând la reducerea costurilor;

27. ETAPELE PROIECTĂRII
ECHIPAMENTELOR ŞI DISPOZITIVELOR
DE PROTEZARE
4. realizarea prototipului şi efectuarea corecţiilor necesare;
5. optimizarea produsului în cazul în care acesta corespunde
specificaţiilor de proiectare sau reevaluarea lui în caz contrar;
6. validarea produsului optimizat prin testări clinice, adaptate
particularităţilor produsului, respectiv testări pe animale
(in-vitro, in-vivo) în cazul protezelor implantabile sau pe pacienţi,
în cazul celor externe;

28. ETAPELE PROIECTĂRII
ECHIPAMENTELOR ŞI DISPOZITIVELOR
DE PROTEZARE
7. individualizarea produsului, deci conferirea capacităţii de adaptare
la caracteristicile (datele antropometrice) sau nevoile individuale ale
pacienţilor ceea ce presupune realizarea produsului într-o gamă de
dimensiuni şi de parametrii funcţionali cât mai largă;
8. supravegherea pieţii de desfacere a produsului realizat în vederea
analizării gradului de acceptabilitate a produsului.
Se impune crearea unei baze de date privind utilizatorii şi menţinerea
unei legături cu aceştia, scopul fiind stabilirea deficienţelor structurale
şi funcţionale ce nu au putut fi evidenţiate în etapele de evaluare clinică.
Se creează astfel premisele unei continue perfecţionări a produsului.

29. PROTEZAREA APARATULUI
DE
LOCOMOŢIE ŞI PREHENSIUNE

30. PROTEZAREA APARATULUI DE
LOCOMOŢIE ŞI PREHENSIUNE
LOCOMOŢIE – acţiunea sau capacitatea de deplasare dintr-un loc în altul
PREHENSIUNE – capacitatea de a apuca, manipula obiecte cu
mîna sau alt segment corporal
PROTEZAREA APARATULUI DE
LOCOMOŢIE ŞI PREHENSIUNE

31. PROTEZAREA APARATULUI DE
LOCOMOŢIE ŞI PREHENSIUNE
ISTORIC
- lucrările lui Herodot scrise în jurul anului 484 î.e.n.
- diferite tipuri de proteze se află în prezent expuse în diverse muzee din lume,
cea mai veche fiind cea descoperită în anul 1858, într-un mormânt din Capua,
Italia, fiind apreciată ca datând din anul 300 î.e.n.
Caracteristicile lor principale erau simplitatea - un pilon de sprijin, greutatea
relativ mare - fiind realizate din fier sau lemn, şi specializarea corespunzătoare
cerinţelor individuale de utilizare ale purtătorilor lor.
- Chirurgii, Ambroise Pare (Franţa, 1529) si Verduin (Olanda,1696) sunt primii
care au creat proteze cu articulatii mobile.
MEMBRUL INFERIOR

32. PROTEZAREA APARATULUI DE
LOCOMOŢIE ŞI PREHENSIUNE
ISTORIC
-Realizări notabile: englezul James Pots of London fiind primul care a proiectat o
proteză cu componente din lemn, cuplate prin articulaţii din oţel (“piciorul
Anglesey”)
- Preocuparea spre perfecţionarea sistemelor de protezare pentru membrele
inferioare a crescut simţitor, în America, după războiul pentru independenţă, şi în
întreaga lume, în special în America şi Europa, după cel de-al doilea război
mondial.
MEMBRUL INFERIOR

33. PROTEZAREA APARATULUI DE
LOCOMOŢIE ŞI PREHENSIUNE
ISTORIC
- o istorie mai puţin cunoscută;
- mâna Alt-Rupin, descoperită în Germania în 1863 (pe Rin) şi expusă, alături de
alte proteze din secolul XV, la Muzeul Stibbert din Florenţa, se caracteriza printr-o
construcţie ingenioasă care, chiar dacă prezenta policele ca rigid, permitea
mişcarea în pereche a celorlalte degete precum şi flexia încheieturii mâinii.
Momente semnificative:
-introducerea în anul 1812 de către Balif a principiului utilizării mişcă rii relative
dintre segmentele corpului;
- brevetarea în 1912 de către D.W. Dorrance a primului dispozitiv de tip hook;
- introducerea în 1940 a controlului mioelectric de catre Ritter.
Cazuistica medicală, alarmantă, determinată, şi aici, de cel de-al doilea război
mondial şi apoi de războiul din Vietnam, a condus la derularea unor ample
programe de dezvoltare a domeniului protezării (SUA, Germania, Rusia, Italia).
MEMBRUL SUPERIOR

34. CONSIDERAŢII MEDICALE ŞI
STATISTICE
Fig. 1.1 Fig. 1.2
Fig. 1.2

35. NORME GENERALE PRIVIND
CONFECTIONAREA PROTEZELOR
Conditiile elementare impuse sistemului de protezare :
1. sa fie cat mai conform cu bontul astfel incat prehensiunea , sprijinul sau deplasarea
sa nu produca leziuni.
2. sa permita o circulatie sanguina optima care sa intretina starea de integritate a
partilor moi si mai ales a musculaturii bontului.
3. sa fie functionala pentru a permite reabilitarea individului sau reincadrarea lui in
viata sociala.
4. sa fie usoare , estetice si nesocante pentru a evita instalarea complexelor de
inferioritate.
Principiul de baza in proiectarea protezelor si aparatului ortopedic
sa indeplineasca cat mai bine functia memebrului afectat, deci toate conditiile unui
mijloc de prehensiune, de sustinere sau locomoţie.