تحقیقات جدید دانشگاهی در آمریکا، با طراحی یک ربات اسکلت بیرونی لگن و ران به کمک بازماندگان سکته مغزی آمده است. برای این افراد که عدم تقارن در راه رفتن را تجربه می‌کنند، این ربات امکان درمان با تمرین‌هایی که در دسترس‌تر و آسان‌تر از روش‌های توانبخشی فعلی است، فراهم می‌کند.
بیش از 80 درصد از بازماندگان سکته مغزی مشکل راه رفتن را تجربه می‌کنند که به طور قابل توجهی بر زندگی روزمره، استقلال و روی هم رفته بر کیفیت کلی زندگی آنها تأثیر می‌گذارد. اکنون، تحقیقات جدید دانشگاه امهرست ماساچوست، با استفاده از یک اسکلت بیرونی رباتیک لگن و ران منحصر به فرد، مرزهای بهبود سکته مغزی را گسترش می دهد. این اسکلت بیرونی به عنوان ابزاری آموزشی برای بهبود عملکرد راه رفتن طراحی شده است. این امر امکان درمان‌های جدیدی را فراهم می‌کند که در مقایسه با روش‌های توانبخشی فعلی، تمرین‌های در دسترس‌تر و آسان‌تر در زندگی روزمره هستند.
پس از سکته مغزی، افراد اغلب عدم تقارن در راه رفتن را تجربه می‌کنند، که در آن یک قدم کوتاه‌تر از دیگری است. این مطالعه که در IEEE منتشر شده است، نشان می‌دهد که ربات اسکلت بیرونی لگن و ران این پتانسیل را دارد که به طور موثر افراد را آموزش دهد. تا عدم تقارن راه رفتن خود را اصلاح کنند و یک راه امیدوارکننده برای توانبخشی سکته مغزی ارائه دهد.
الهام از تردمیل‌های دو تسمه‌ای
رویکرد به کار گرفته شده توسط اسکلت بیرونی رباتیک از تردمیل‌های دوتسمه‌ای با شکاف split-belt treadmill الهام گرفته شده است. این تردمیل یک ابزار پیشرفته برای اندازه‌گیری گیت با دو تسمه در کنار هم هستند که متغیر سرعت را برای هر پا مستقلا کنترل می‌کنند. تحقیقات قبلی نشان داده‌است که تمرینات مکرر بر روی این تردمیل می‌تواند طی یک سناریوی توانبخشی، عدم تقارن راه رفتن در بیماران سکته مغزی را در یک مکان امن و کنترل شده کاهش دهد.
ووتر هوگکامر، استادیار حرکت شناسی و نویسنده مقاله، دهه گذشته را صرف مطالعه روی تردمیل‌های دوتسمه‌ای با شکاف کرده است. “آموزش تردمیل دوتسمه‌ای با شکاف به گونه‌ای طراحی شده است که عدم تقارن راه رفتن بیمار سکته مغزی را با حرکت تسمه‌ها در زیر هر پا با سرعت های مختلف تشدید می‌کند. با گذشت زمان، سیستم عصبی سازگار می‌شود، به طوری که وقتی تسمه‌ها روی یک سرعت تنظیم می‌شوند، بیماران به طور متقارن‌تر راه می‌روند.”
محدودیت تردمیل‌های دو تسمه‌ای
متأسفانه، محدودیت‌هایی برای روش‌های تمرینی مبتنی بر تردمیل وجود دارد. بانو عبدیکادیرووا، کاندیدای دکترای مهندسی مکانیک و صنایع و نویسنده اصلی مطالعه می‌گوید: «آنچه بر روی تردمیل آموخته می‌شود به طور کامل به راه رفتن روی زمین منتقل نمی‌شود. این به این دلیل است که راه رفتن روی تردمیل دقیقاً مشابه راه رفتن روی زمین نیست.
مگان هوبر، استادیار مهندسی مکانیک و صنایع و نویسنده ارشد مقاله می‌گوید: «هدف نهایی توانبخشی راه رفتن، بهبود راه رفتن روی تردمیل نیست، بلکه بهبود عملکرد حرکتی بر روی زمین است. با در نظر گرفتن این موضوع، تمرکز ما بر توسعه روش‌های توانبخشی راه رفتن است که به بهبود عملکرد در زمینه‌های دنیای واقعی ترجمه می‌شود.
با این انگیزه، تیم UMass به دنبال راهی جدید برای اغراق‌آمیز کردن عدم تقارن در راه رفتن بدون تردمیل بود. این مطالعه اثبات مفهومی نشان داد که اعمال نیروهای مقاومتی در یک مفصل ران و نیروهای کمکی در مفصل دیگر با اسکلت بیرونی آنها، اثرات تمرین بر روی تردمیل با دوتسمه‌ای را در افراد سالم از نظر عصبی تقلید می‌کند.
ادامه‌ی تحقیقات
اکنون که تیم تحقیقاتی ثابت کرده‌اند که اسکلت بیرونی می‌تواند عدم تقارن راه رفتن را تغییر دهد، آنها مشتاق هستند که تحقیقات خود را به شرایط روی زمین که بیشتر شبیه به دنیای واقعی است، منتقل کنند. مارک پرایس، محقق فوق دکتری در مهندسی مکانیک و حرکت شناسی و نویسنده مقاله می‌گوید: «از آنجایی که اسکلت بیرونی ما قابل حمل است، می‌توان از آن در هنگام راه رفتن روی زمین استفاده کرد. ما می‌توانیم کمک کنیم تا مزایای تمرین تردمیل دوتسمه‌ای با شکاف را به پیاده‌روی روزمره بر روی زمین انتقال دهیم.»
محققان همچنین قصد دارند کار خود را با اندازه‌گیری تغییرات عصبی ناشی از راه رفتن با اسکلت بیرونی و آزمایش این روش جدید بر روی بازماندگان سکته گسترش دهند. محقق دیگری می‌گوید: «اسکلت بیرونی قابل حمل مزایای بالینی متعددی را ارائه می‌دهد. “چنین وسیله‌ای را می‌توان به طور یکپارچه در زندگی روزمره بازماندگان سکته مزمن ادغام کرد و راهی در دسترس برای افزایش زمان تمرین ارائه کرد که برای بهبود راه رفتن بسیار مهم است. همچنین می‌توان از آن در طول مداخله زودهنگام در بیمارستان‌ها برای بهبود نتایج عملکردی استفاده کرد.”
اسکلت بیرونی رباتیک لگن تنها یکی از دستگاه‌های نوآورانه‌ای است که برای مطالعه و تقویت عملکرد راه رفتن طراحی شده است. این ربات توسط تیم مشترک دانشجویان کارشناسی، دانشجویان فارغ‌التحصیل و محققان فوق‌دکتری از آزمایشگاه سیستم‌های ربات انسانی به رهبری هوبر و آزمایشگاه حرکت به رهبری هوگکامر طراحی شده است.
هوبر می‌گوید: «این الهام‌بخش است که شاهد نوآوری‌هایی باشیم که زمانی پدیدار می‌شوند که دانشجویانی با پیشینه‌های علمی و رشته‌های مختلف تحت یک مأموریت مشترک متحد شوند. تنها از طریق این نوع تحقیقات بین رشته‌ای می‌توانیم فناوری‌هایی را مهندسی کنیم که می‌توانند تأثیر معناداری بر زندگی مردم داشته باشند.»
ربات پوشیدنی برای کمک به راه رفتن افراد
منبع: medicalexpress.com
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»
