ساخت اندام های مصنوعی و اسکلت های بیرونی بدن بااستفاده از پروتز و تکنولوژی های جدید برای بهبود کیفیت زندگی بیماران روز به روز در حال پیشرفت است. تکنولوژی هایی که در حال حاضر برای ساخت اندام های مصنوعی استفاده میشوند عبارتند از: چاپ سه بعدی، ایمپلنت، ابزار طراحی دیجیتال و غیره. به مرور زمان و با پیشرفت علم اندام های پروتز احساس و عملکردی نزدیک تر به اندام های واقعی بدن انسان پیدا میکنند. تکنولوزی پروتز با استفاده از جهش های کوانتومی در تحقیقات و درک نحوه ی عملکرد بدن و مغز انسان به سرعت در حال پیشرفت است.
پروتز هوشمند
با ساخت پروتز هوشمند برای اولین بار ایجاد حرکات مداوم از طریق سیگنال های مغز به صورت غیر تهاجمی امکان پذیر شد، در نتیجه این موفقیت باعث کنترل حرکات طبیعی و غیر تهاجمی پروتزهای عصبی در زمان درست میشود.
در واقع رابط های مغز و کامپیوتر (BCI)که هدفشان فراهم کردن آزادی حرکت و درنتیجه افزایش کیفیت زندگی بیماران پاراپلژیک است با بررسی کردن فعالیت مغز میتوانند جریان های الکتریکی را به سیگنال های قابل کنترل برای پروتز عصبی تبدیل کنند.
پروتز های هوشمند برای دریافت و عمل بر روی سیگنال های مغز کارایی بهتری دارند. پروتز های عصبی دومین کانال ارتباطی را ایجاد میکنند و از این طریق هم دستورات مغز را دریافت میکنند هم قادر به ارسال اطلاعات هستند.
در این قسمت با نحوه عملکرد آنها آشنا میشویم. یک پروتز انگشت مصنوعی مجهز به حسگرهای الکترونیکی است که سیگنال های بی سیم مربوط به موقعیت، ارتباط، فشار و سایر متغیرها را دائما ارسال میکنند. این سیگنال ها از طریق الکترودهایی دریافت میشوند که در اندام به جامانده از عضو قطعه شده بدن کاشته شده اند و دورتا دور عصب اصلی ( که به آن عصب محیطی هم گفته میشود) پیجیده میشوند. فیدبک ها از طریق همین مسیرهای عصبی طبیعی به مغز ارسال میشوند و در نتیجه فرد میتواند از طریق پروتز احساس کند.
پیشرفت طراحی
چاپ سه بعدی باعث ایجاد پیشرفت های چشمگیری در تکتنولوزی ساخت پروتز شده است. محققان همچنان در حال تلاش برای ایجاد نوآوری در طراحی پروتز با استفاده از چاپ سه بعدی هستند برای مثال انواع دست مصنوعی که متشکل از شبکه های لانه زنبوری هستند و بسیار بادوام بوده به طوری که شما با این دست‌های مصنوعی میتوانید بازی های مثل بسکتبال و بیسبال انجام دهید. با کمک فناوری های جدید میتوان اندام را بر اساس نیاز بیمار طراحی کرد، این اندام طراحی شده دوام بیشتری خواهد داشت، آزادی حرکت را افزایش میدهد و پروتز دست را زیباتر میکند.
تکنیک های جدید عمل جراحی
علاوه بر اینکه تجهیزات مفید در زمینه ساخت پروتز در حال پیشرفت هستند، پیشرفت های ایجاد شده در زمینه جراحی هم به پروتز بسیار کمک میکنند. روتیشن پلاستی یک نوع جراحی است که امکان چرخاندن پا و استفاده از مچ به جای زانو را فراهم میکند. این روش بسیار منحصر به فرد است اما همچنان به ندرت استفاده میشود و نیاز به یک نوع پروتز خاص دارد. ریز پردازنده ها یک پیشرفت دیگر به حساب می آیند و البته نیاز به عمل جراحی دارند. معمولا بعد از قطع عضو اعصابی که سیگنال ها را از مغز به اندام قطع شده ارسال میکنند سالم میمانند. ریز پردازنده ها به این اعصاب وصل میشوند و با استفاده از سیگنال های ارسال شده از طرف مغز باعث ایجاد حرکت در اندام مصنوعی میشوند.
فناوری ریزپردازنده ها
پروتز هایی که از طریق ریز پردازنده ها کنترل میشوند یک فناوری پیشرفته است. این پروتز ها نسخه ی پیشرفته ی پروتزهای مکانیکی قدیمی هستند. این پروتز ها برای ایجاد آزادی حرکتی بیشتر با تقلید از نحوه حرکت بدن عمل میکنند. ریز پردازنده ای که داخل پروتز کار گذاشته میشود میتواند حرکات طبیعی بدن را با جزئیات زیاد تقلید کند برای مثال حرکت پروتز پای مصنوعی میتواند شبیه به حرکت یک پای طبیعی باشد حتی فعالیت های ساده ای مانند ایستادن، راه رفتن و بالا رفتن از پله ها برای بیماران بسیار آسان تر خواهد بود. حسگرهایی داخل یک اندام مصنوعی قرار دارند و دائما همه ی حرکات را با دقت بسیار زیادی کنترل میکنند.
این اندام ها باید شارژ شوند و برای شارژ کامل به زمان زیادی نیاز دارند. اگر هنگام استفاده شارژ باتری تمام شود اندام مصنوعی به حالت مکانیکی باز میگردد.
فناوری ارتوتیک
فناوری ارتوتیک به بخصوص در زمینه ی شخصی سازی اندام های مصنوعی به سرعت درحال پیشرفت است. ساخت ارتوتیک های سفارشی با کیفیت بالا نیاز به گذارندن مراحل پیچیده ای دارد. برای ساخت آن ها ابتدا با توجه به نیاز بیمار اندازه های فوق العاده دقیقی مانند انطباق، دامنه ی حرکتی و حتی طرز راه رفتن بیمار در نظر گرفته میشود. سپس با استفاده از این اندازه گیری ها یک قالب ساخته میشود و درنهایت اندام موردنظر بر اساس قالب و به صورت دستی ساخته میشود. این روش ساخت یک تناسب اندام کامل و راحت برای بیمار ایجاد میکند. روش های سنتی پروتز معمولا از یک اندازه مشخص از پیش تعیین شده برای ساخت هر اندام استفاده میکنند اما با پیشرفت علم و ساخت سفارشی اندام مصنوعی برای هر بیمار راحتی و کیفیت بیشتری در زندگی بیمار ایجاد میکند. فناوری ساخت پروتز در سالهای اخیر پیشرفت زیادی داشته و همچنان به دنبال پیدا کردن راههای جدید برای افزایش کیفیت زندگی بیماران است.
هوش مصنوعی
هوش مصنوعی و آشنایی با دستگاه ها باعث ایجاد سیستم های جدیدی میشوند و درنهایت به به افراد قطع عضو کمک میکنند تا بتوانند اندام مصنوعی شان را به طور مستقیم حرکت دهند.
سیستم Integrum از الگوریتم های هوش مصنوعی استفاده می کند، اما با نمونه دیگری که توسط COAPT در شیکاگو ارائه شده است، متفاوت است. این سیستم با استفاده از تعدادی حسگر که بر روی بازوی یک فرد قطع عضو قرار میگیرد و سیگنال های ارسال شده از طرف مغز را دریافت میکند و درنهایت این سیگنال ها از طریق سنسورها و پنل های کنترلی داخل پروتز دست مصنوعی را به حرکت در میاورند. این سیستم حرکات فرد را ذخیره میکند و باعث بهتر شدند حرکت دست میشود.
این سیستم از طریق ایجاد الگویی از سیگنال های میوالکتریک که مطابق با حرکات مورد نظر فرد است کارمیکند. برای حرکات مختلف الگوهای مختلفی هم وجود دارد که در زمان درست الگوریتم های الگوی مورد نظر را شناسای و تحلیل میکنند. برای مثال حرکت انگشت شست از الگوهای متفاوتی برای باز کردن و بستن دست استفاده میکند. بنابراین این سیستم پروتز را مدیریت میکند تا مطابق با دستورات مغز حرکت کند.
اندام های بیونیک
مطالعات نشان میدهند که اندام های بیونیک اثر بخشی طولانی مدتی برای بیماران خواهد داشت. در این روش پروتز از طریق یک ایمپلنت استخوانی وصل میشود که بسیار نتیجه بخش است. این روش باعث از بین رفتن سنگینی سوکت اندام مصنوعی و مشکلات پوستی میشود، وصل کردن و جدا کردن اندام مصنوعی را آسان میکند، وضعیت نشستن راحت تر میشود و دامنه ی حرکت افزایش پیدا میکند. طبق شواهد موجود اندام های بیونیک متصل به ایمپلنت های استخوانی به طور قابل توجهی دامنه ی حرکتی را بهبود میبخشند و افراد به ویژه جوانان میتواند سریع تر راه بروند و فعالیت های روزانه و تفریحی خود را برای مدت طولانی تری ادامه دهند. افرادی که از ایمپلنت های استخوانی استفاده میکنند معتقدند که پروتز آنها تا حد زیادی شبیه به اندام های واقعی بدنشان کار میکند. این افراد میتوانند لرزش های بیشتری را احساس کنند.
ارسال نظر