Протезирование витальных функций что это
Витальное протезирование при помощи керамических виниров
Витальное протезирование при помощи керамических виниров
Кудинова Н.А., Урюкина Н.Ю., Садовой В.В.
Главный врач: Кудинова Н.А.
МБУЗ «Стоматологическая поликлиника №1 г. Ростова‑на‑Дону»
История виниров связана с Голливудом. В 1940-ые годы актерам перед съемками клеили на фронтальные зубы тонкие пластинки из белого фарфора, чтобы имитировать привлекательную улыбку. Такие пластинки были недолговечны и широкого распространения в те времена не получили.
В последнее время появилась тенденция к высокой эстетике среди пациентов, которые желают иметь красивые зубы, неотличимые от настоящих в зоне улыбки. Поэтому при протезировании фронтальной группы зубов альтернативу реставрациям из композита, а также полным керамическим коронкам могут составить керамические виниры. Это тонкие (от 0,5 до 0,2 мм) керамические конструкции, их название переводится с английского как «внешний лоск» или «тонкое покрытие». Эти протезы считаются новшеством в отечественной стоматологии.
О фарфоре можно сказать, что он является эстетичным и конструкции из него выглядят привлекательнее, чем «родные» зубы. Материал не содержит даже малейших примесей металлов.
Преимущество керамических виниров следующие: имеют естественный и стойкий цвет, так как фарфор обладает свойствами сходными с эмалью; обладают достаточной прочностью на разрыв, поэтому могут использоваться для увеличения длины зуба за счет режущего края; большим плюсом является устойчивость к окрашиванию.
К недостаткам можно отнести то, что после фиксации винира изменить цвет очень проблематично, необходимость препарирования твердых тканей зуба, сложность в технологии изготовления и фиксации, а так же высокая цена.
Использование керамических виниров подходит для многих клинических ситуаций, включая:
В идеале у зуба и, естественно, у винира должно быть три цветовых оттенка — «шейка», «тело», «край зуба». Это необходимо для более естественного вида нашей конструкции. Минимальная толщина винира у шейки — 0,5 мм, в центральной части 1-1,1 мм, в области режущего края 1,3-1,6 мм [2, 3]. Анатомические особенности характерные для каждой группы зубов воссоздаем как непосредственно в момент моделировки, так и во время финишной обработки. Также необходимо учитывать гендерные различия в форме зубов. У женщин более закругленные углы фронтальных зубов, а мужчин более прямые [4].
Рассмотрим конкретный клинический случай. Пациентка К., 30 лет, обратилась в поликлинику с жалобами на неудовлетворительный эстетический вид своих фронтальных зубов. Объективно зубы имели нарушения цвета, формы. (Фото 1) Нами было предложено лечение керамическими винирами 31, 32, 33, 41 и коронками Е-МАХ 42,43 зубы.
Фото 1. Исходная ситуация
На начальном этапе определились с цветом будущих виниров. Далее провели препарирование зубов (под контролем воздушно-водяного охлаждения) с помощью боров из набора «procera» для виниров из керамики. (Фото 2)
Затем сняли оттиск слепочным материалом «Silagum». Полученные оттиски отправили в зуботехническую лабораторию. Зубной техник отливает рабочие модели, гипсует в анатомический артикулятор и моделирует каркасы будующих конструкций. Далее прессуются каркасы на которые наносятся слои керамической массы Е=МАХ и отправляем в печь. И так каждый слой, после конструкция обрабатывается и глазуруется. Во время глазуровки можно модифицировать цвет реставрации максимально под цветовые эффекты зубов пациента.
Фото 2. Ситуация после препарирования
В следующие посещение проводилась припасовка конструкции и ее последующая фиксация на «Variolinc II professional». (Фото 3)
Фото 3. Итоговая ситуация
После завершения работы пациентки были даны рекомендации о тщательной ежедневной гигиене полости рта, которая сохранит блеск поверхности винира и обязательном посещение стоматолога минимум 2 раза в год для профессиональной полировки поверхности винира.
Литература:
Сборник Материалов XVI Всероссийского научно‑практической конференции
«Актуальные Вопросы Стоматологии – 2017».
Что такое нейропротезирование? Это вредно?
Что такое нейропротезирование? Это вредно?
Приходит время поздороваться с будущим: управляемые человеческим мозгом роботы уже начинают входить в нашу повседневную жизнь.
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Раньше нам казалось, что протезы, управляемые нашим мозгом — это лишь плод воображения писателей и режиссеров фантастических фильмов, что это все будущее, и нам до него далеко. Но ведь это самое будущее уже наступает: благодаря развитию науки, в особенности нейробиологии и биоинженерии, многие люди, потерявшие конечности или парализованные, получили второй шанс. Шанс ощутить прикосновение любимого человека, шанс держать его за руку, шанс пройтись по улице, шанс видеть и слышать. Так что же такое нейропротезирование, как мозг может управлять протезом и как люди обретают второй шанс на нормальную жизнь?
Конкурс «био/мол/текст»-2017
Эта работа опубликована в номинации «Биомедицина сегодня и завтра» конкурса «био/мол/текст»-2017.
Генеральный спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Спонсором приза зрительских симпатий и партнером номинации «Биомедицина сегодня и завтра» выступила фирма «Инвитро».
Помните Капитана Крюка, который имел протез кисти в виде крюка? Разнообразие протезов, начиная с древности и до современности, заставляет нас удивляться, насколько изобретателен человеческий разум, создавший, например, протез пальца египтянки, жившей 3000 лет назад [1], железную руку Берлихингена и т.д. Однако люди, потерявшие конечность, больше не могли чувствовать ею что-либо. Возможно, это было одной из причин, по которой люди отказывались от протезов. И вот на смену обычным протезам пришли более прогрессивные, которые могут управляться «силой мысли», которые стали более удобными в использовании и не доставляют дискомфорта. Наступила эра нейропротезов!
Этап первый: кохлеарные аппараты
Самый популярный и самый первый по времени разработки — кохлеарный имплантат. В 1748 году Бенджамин Уилсон использовал лейденскую банку, чтобы стимулировать слух у глухой женщины. В 1957 году два французских врача имплантировали во внутреннее ухо пациенту устройство, которое непосредственно стимулировало слуховой нерв. Вскоре после этого в 1961 году доктор Уильям Хаус разработал первый кохлеарный имплантат с одноканальными электродами. Затем в конце 1970-х были разработаны имплантаты с многоканальными электродами [2]. Использование многоканального электрода позволило создать более сложный и реалистичный сигнал, за счет стимуляции улитки.
Имплантат состоит из внешней части, которая находится за ухом, и внутренней, которую хирургически помещают под кожу (рис. 1). Имплантат состоит из следующих устройств:
Рисунок 1. Схематическое изображение уха с кохлеарной имплантацией. Микрофон и речевой процессор (внешнее устройство) принимают звуковые сигналы от внешнего мира и передают информацию в приемник/стимулятор (внутреннее устройство), который соединен с электродной решеткой.
Имплантат не восстанавливает нормальный слух, зато помогает понять речь окружающих.
Кохлеарный аппарат сильно отличается от слухового аппарата тем, что слуховые аппараты усиливают звуки, чтобы их можно было обнаружить поврежденными ушами. Кохлеарные имплантаты обходят поврежденные участки уха и непосредственно стимулируют слуховой нерв. Сигналы, генерируемые имплантатом, отправляются через слуховой нерв в мозг, который распознает их как звук. Слух через кохлеарный имплантат отличается от обычного слуха и требует времени для изучения или переучивания. Благодаря имплантату люди могут понимать речь других людей и звуки окружающей среды.
Текущей областью исследования является разработка полностью имплантируемого устройства. Для воплощения этого в реальность нужно, чтобы микрофон был малым и очень чувствительным. Кроме того, аккумуляторная батарея должна иметь достаточно долгий срок службы и самозаряжаться, а вся система должна быть достаточно мала, чтобы полностью имплантироваться.
Этап второй: робо-руки и робо-ноги
Что такое интерфейс «мозг—компьютер»? Какие способы передачи сигналов существуют? Что такое неропротезирование? Это вредно? Предназначена ли протезная нога для каблуков?
Интерфейс «мозг—компьютер»
До недавнего времени мечта о возможности контролировать окружающую среду «силой мысли» была в области научной фантастики. Однако продвижение технологий принесло новую реальность: сегодня люди могут использовать электрические сигналы активности мозга, чтобы взаимодействовать с ними, влиять или изменять их среду. Технология интерфейса «мозг—компьютер» или нейрокомпьютерный интерфейс (НКИ) может позволить людям, неспособным говорить и/или использовать свои конечности, снова общаться или управлять вспомогательными устройствами для ходьбы и манипулирования объектами [3]. Пользователь и НКИ работают вместе. Пользователь после периода обучения начинает генерировать сигналы мозга, которые кодируют намерение, а НКИ, также после обучения, обнаруживает эти сигналы, декодирует и переводит их в команды на устройство вывода, которое выполняет намерение пользователя.
Что же такое нейропротезирование? Это вредно?
Нейропротезирование или нейронное протезирование — это область биомедицинской инженерии и нейробиологии, связанная с разработкой нейропротезов и их эксплуатацией. Систему впервые применили для замены сенсорной и двигательной функций. И ученые исследуют разные варианты доставки сигналов в нервную систему. На рисунке 2 изображены известные на данный момент способы [4].
Рисунок 2. Способы доставки сигналов от датчиков в нервную систему. Узловые сенсоры располагаются в местах сгибания механических пальцев. Контактные сенсоры — сенсоры, контактирующие с предметами. Чтобы увидеть рисунок в полном размере, нажмите на него.
Исследователи протезирования теперь пытаются предоставить протез, который будет чувствовать предметы не хуже настоящей руки, а возможно, даже лучше. Ведь такой протез может поднять предметы весом до 20 кг!
Способы доставки сигналов разделяются на электрическую стимуляцию нервов в культе (рис. 2а), перенаправление нервов на другие участки тела (например, на грудные мышцы) (рис. 2б) и прямое поступление импульсов в мозг и обратно (рис. 2в)
Что такое целевая реиннервация?
После ампутации конечности в организме остаются двигательные нервы, которые ее контролировали. Остатки нервов можно хирургическим путем перенести на маленький участок какой-нибудь крупной мышцы (это и называется реиннервацией). Например, к большой грудной мышце, если речь идет об ампутированной руке. В результате человек думает, что надо бы пошевелить пальцем. Мозг отправляет сигнал участку грудной мышцы, к которой присоединили нерв, шедший раньше к пальцам. Сигнал фиксируют электроды, которые отправляют импульс по проводам в процессор внутри роботической руки. Тут помогает электромиография. Эта технология позволяет регистрировать разность электрических потенциалов, возникающих при работе мышцы. Она улавливает движение реиннервированного участка грудной мышцы, после чего сигнал передается к нужной части протеза, и эта часть двигается.
Аналогичным образом осуществляется целевая сенсорная реиннервация. Она нужна для того, чтобы при помощи протеза человек мог чувствовать прикосновение, тепло или давление. Тут все в обратном порядке. Хирург перешивает уже оставшийся чувствительный нерв к участку кожи на груди. А сенсоры на протезе передают сигнал от прикосновения к этому самому кожному участку. И человек испытывает тактильные ощущения.
Первым пациентом, получившим эту «целевую реиннервацию», был Джесси Салливан, инженер-энергетик, который потерял обе руки из-за электрических ожогов. После того, как нервы рук были перенаправлены на его грудные мышцы, Салливан смог управлять протезными руками, просто думая о действиях (рис. 3). Но, к всеобщему удивлению, он также почувствовал, когда его груди коснулись. Будто бы коснулись его рук. Оказалось, что перенаправленные нервы вросли в кожу груди, и его мозг интерпретировал сенсорные сигналы в исходящие из его руки. Отдельные участки груди отвечали за касание ладони, другие же за касания пальцев и предплечья.
Рисунок 3. Джесси Салливан с нейропротезами.
Примером также может послужить Мелисса Лумис, проживающая в Кантоне, она потеряла руку в 2015 году. Ее покусал енот, и, хотя повреждения были не слишком сильными, инфекция, попавшая в рану, привела к сильному заражению. Очаг заражения находился в предплечье, которое пришлось ампутировать, поскольку под угрозой была жизнь пациентки. Женщине также сделали «целевую реинннервацию», только остатки нервов направили не на грудную мышцу, как было с Джесси, а в двуглавую мышцу плеча (видео).
«Я впервые чувствую предметы через протез», — говорит Мелисса.
Видео. Протез для Мелиссы.
А что, если связь нервов со спинным мозгом разорвана? Как тогда будут поступать сигналы в головной мозг от протеза?
Действительно, если разорвана связь со спинным мозгом вследствие травмы или заболевания, то методы перенаправления нервов или использование оставшихся нервов в культе не будут работать. Поэтому исследователи придумали другой изощренный подход: забраться в головной мозг (рис. 2в) и стимулировать определенный участок. Забраться в мозг не так уж и трудно, тем более что определенные участки мозга контролируют определенные части тела. Человеком, впервые испытавшим на себе такую методику, был 56-летний Билл Кочевар. Он оказался парализован в результате несчастного случая и смог пошевелить телом ниже плеч благодаря новой технологии имплантации.
Предназначена ли протезная нога для высоких каблуков?
Рисунок 4. Тестирование лодыжки.
Этап третий: бионический глаз — реальность или вымысел?
Со словами «бионический глаз» у нас ассоциируются самые разные вещи: у кого-то Терминатор, у кого-то Вселенная DC и комиксы, у кого-то высокие технологии протезирования, а у кого-то вообще нет никаких ассоциаций. Чем на самом деле является бионический глаз?
Рассмотрим рисунок 5.
Рисунок 5. Схема устройства Argus ll.
Миниатюрная камера, установленная на очках, используется для захвата изображения. Затем эти изображения анализирует портативный процессор и преобразует в электронный сигнал. Импульсы сигнала транслируются на имплантат по беспроводной сети через радиочастотные катушки. Полученный сигнал передается в электродную решетку, управляющую нервными элементами сетчатки (то есть биполярными и ганглиозными клетками) [6–8]. Именно здесь начинается обработка сигнала, и далее интегрируется, когда он проходит через зрительный нерв на зрительную кору для окончательного восприятия визуального изображения. Общая методика заключается в электрическом стимулировании зрительных путей с помощью протеза зрения или «бионического глаза». Суть стимуляции — в вызывании активности нейронов на участке, который остается функциональным независимо от основной причины слепоты.
Как мы остановим хакеров от вторжения в наши мозги, когда мы будем киборгами?
Стремительно развиваются взаимодействия между мозгом и компьютером. И эти технологии могут в конечном итоге превратить людей в настоящих киборгов. Однако до того как это случится, нам нужно удостовериться в безопасности нейронных устройств и защите их от хакерских угроз.
С мечтами о нашем светлом кибернетическом будущем исследователи опубликовали на портале Science свою работу Help, hope, and hype: ethical dimensions of neuroprosthetics [9]. Авторы поставили себе задачу не только описать те возможности, которые перед нами откроет сфера нейротехнологий, но и привелчь общественное внимание к тем опасностям, которые могут подстерегать нас на пути к этому сверхвысокотехнологичному будущему.
У всех таких технологий, к сожалению, есть и обратная сторона. Вокруг этой области начинают появляться серьезные этические вопросы, и поэтому самое время начать думать о том, каким образом нейропротезирование и сфера разработок мозг—машинных интерфейсов могут привести к злоупотреблениям в будущем, а также о том, как от этого защититься.
Уже сейчас мозг—машинные интерфейсы можно использовать для того, чтобы, управляя роботизированной рукой, схватить чашку или, смотря на экран компьютера, выбрать определенное слово в тексте. Но когда-нибудь такие устройства, только более продвинутые, будут использоваться как аварийным работником для ликвидации опасной утечки газа, так и мамой ребенка, у которой не хватает лишних рук, чтобы успокоить своего плачущего малыша. Что, если в этой ситуации что-то пойдет не так, например, робот-нянька случайно выронит ребенка? Важно задать себе вопрос: где начинается и заканчивается зона ответственности, и кто в таких случаях должен быть признан виновным? Была это ваша оплошность по невнимательности или ошибка робота? Как сравнить ответственность человека с нейропротезом и человека, случайно совершившего тот же проступок своими руками? Лежит ли ответственность за такие сбои на производителях? Или на ученых? Доверяя ребенка роботу, осознавали ли вы, что устройство может выйти из строя? Юридической системе будущего придется определять, находится ли нарушение в зоне ответственности производителя роботизированного изделия (в конструкции найден брак или программная ошибка) или пользователя (неправильное использование или внешнее неавторизованное воздействие на целостность конструкции).
Для минимизации таких потенциальных проблем авторы обсуждаемой работы предлагают, чтобы любая полуавтономная система оснащалась функцией автоматической блокировки, и в случае ненадлежащего или незапланированного использования эта функция активировалась в обход прямого канала взаимодействия «мозг—компьютер». Если искусственная конечность начнет выполнять действия, которые пользователь не подразумевал для выполнения, то такой «выключатель» сможет самостоятельно принять решение по мгновенной деактивации системы, предотвратив потенциальную беду.
Еще одним аспектом, беспокоящим исследователей, является безопасность частной жизни пользователя и необходимость в защите любой личной информации, которая будет записываться подобными системами. Весьма вероятно, что системы, базирующиеся на интерфейсе «мозг—компьютер», будут собирать самую различную информацию о неврологическом статусе пользователя, после чего она будет передаваться на компьютер. Естественно, что такая схема не может не вызывать некоторые опасения по поводу защиты конфиденциальных данных. По мнению исследователей, собираемая информация может быть украдена и использована ненадлежащим образом.
Еще сильнее исследователей беспокоит возможность цифрового взлома злоумышленниками подключенного к мозгу устройства, что может фактически поставить под угрозу жизнь пользователя этого устройства. С помощью так называемого «взлома мозга» могут производиться злонамеренные манипуляции с мозговыми имплантатами. Хакеры смогут получить контроль над движениями роботизированных конечностей человека.
Возможное решение этой проблемы будет включать повышенный уровень шифровки информации, создание надежной сетевой безопасности и открытого коммуникационного канала между производителем изделия и его пользователем. Настает время задуматься над путями, которые позволят всем выработать стандарты по разработке необходимых защитных мер.
В перспективе неинвазивные интерфейсы «мозг—компьютер» можно будет использовать для создания своего рода телекинетической связи с окружающим миром, в котором мы своими мыслями сможем управлять освещением в доме или хотя бы просто переключать телеканалы. Другими словами, дальнейший прогресс будет способен превратить эти технологии в технологический вид телепатии. Что же касается исследователей, то их ключевой посыл заключается в том, чтобы мы были готовы к этому и смогли предотвратить использование подобных технологий в злонамеренных целях.
Заключение
Нейропротезирование — глобальная тема для будущего. Технологии становятся реальностью благодаря усердному труду ученых. Возможно, в будущем ученые разработают когнитивные имплантаты, делая нас более умными и сильными. Станем ли мы киберобществом [10]?
Существуют определенные показатели, которые позволяют судить, насколько хорошо работают жизненно важные системы человеческого организма. Это витальные функции. Проводить их исследование и оценку должен уметь каждый медик. В статье мы рассмотрим, что к ним относится, как на практике проводится мониторинг данных функций, какие показатели будут считаться нормальными.
Определение
Главные показатели
Применение инструментов
Для мониторинга витальных функций пациента используются сравнительно простые инструменты.
Иногда специалисты используют зеркальце для установления факта наличия дыхания вообще. Инструмент подносят ко рту, к носу пациента. Еси дыхание имеется, на стекле образуется конденсат.
Если пульс настолько слабый, что его невозможно прощупать пальцами, то для мониторинга витальных функций используется стетоскоп.
Выявление расстройств дыхания
Вам будет интересно: Подготовка управленческих кадров (президентская программа). Послевузовское профессиональное образование и стажировка
Рассмотрим оценку витальных функций по шкале, принятой в медицине. Первым делом специалисту необходимо определить наличие нарушений дыхания, так как они проявляют себя ранее расстройств сердечно-сосудистой деятельности. При летальном исходе остановка дыхания всегда будет предшествовать остановке сердца.
Для выявления наличия расстройства дыхания определяется следующее:
Центральные и периферические расстройства
Выявленные нарушения дыхания могут быть двух типов:
Оценка работы сердца
Вам будет интересно: Льюис Козер: биография, личная жизнь, научная деятельность
Рассмотрим это исследование подробнее.
Частоту сердечных сокращений пациента специалисты определяют только в его физическом и эмоциональном покое. Норма ЧСС для взрослых людей следующая:
При этом может наблюдаться физиологическая, непатологическая тахикардия. Например, при сильных физических нагрузках, при эмоциональных потрясениях. Непатологическая физиологическая брадикардия характерна для спортсменов, людей, ведущих активный образ жизни, натренированных.
Ритм сердца
В норме сердечные сокращения ритмичны. То есть, при объективной их оценке периоды сокращений будут примерно равными друг другу.
Если же сокращение сердца выпадает из ритма, после чего следует компенсаторная (иными словами, удлиненная пауза), то специалист может судить о наличии у пациента экстрасистолы.
Последняя не всегда выступает патологическим состоянием. Она может быть и физиологической, если наблюдается единожды в час.
Обычно ритм и ЧСС оцениваются специалистом вместе. Поэтом уменьшение или увеличение ЧСС считается учащением сердечного ритма. Тут медики говорят об аритмии по типу брадикардии или тахикардии.
Пульс
Важность пульса в том, что этот показатель позволяет судить не только о работе сердца, но и о состоянии сосудов. Это периодические колебания стенок артерий, которые связаны с динамическим изменением кровяного (артериального) давления на продолжении сердечного цикла.
Специалисты выделяют не только артериальный, но и венозный, капиллярный пульс. Но два последних измеряются только по специальным показаниям. В свою очередь, артериальный пульс разделяется на две разновидности:
Исследование пульса
Существует определенный алгоритм оценки пульса пациента. Артерию пальпируют, обязательно прижимая ее к одной из прилегающих костей. Пульсовая волна, достигнув этой локации сужения сосудов, окажет давление на стенку артерии, вызывая ее расправление. Подобный процесс легко прощупывается при пальпации.
Характеристика пульсовой волны
При исследовании пульса специалисту важно верно оценить следующие свойства:
Вам будет интересно: Сила тяжести: определение, формула, роль в природе и космосе
При исследовании центрального пульса специалист всегда помнит о том, что длительное сдавливание артерии ведет к нежелательным последствиям для пациентов, острой гипоксии жизненно важных систем.
Нарушение гомеостаза
Расстройства дыхания и гемодинамики ведут за собой нарушение гомеостаза:
Дополнительные способы
Выше мы перечисли основные простые методики. Также используются и дополнительные способы исследования и оценки витальных основных функций:
Оценка у детей
При исследовании и оценке состояния витальных функций у детей специалисты орудуют тремя важнейшими показателями:
Чтобы оценить тяжесть состояния ребенка, фактические данные сравнивают со стандартными для его возраста.
Показатели частоты дыхания у детей
Показатели частоты пульса у детей
Показатели артериального давления у детей
Контроль витальных функций у маленьких пациентов обязательно включает в себя измерение артериального давления. Стандартными тут являются следующие показатели у детей (систолическое давление):
Оценка витальных функций проводится с целью диагностики состояние жизненно важных систем пациента. Для этого специалист исследует его дыхание, пульс, деятельность сердца.