در اینجا قصد داریم پیشرفته‌ترین اسکلت‌های بیرونی را از نظر مفید بودن و مزایا بررسی کنیم؛ مزایایی که برای افرادی که از بیماری‌های عروق مغزی یا CVA (حوادث عروق مغزی) رنج می‌برند به همراه دارند. با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
معرفی
بیماری‌های عروق مغزی موجب تعداد قابل توجهی مرگ و میر در جهان می‌شود. این حوادث با بالا رفتن سن رایج‌تر می‌شوند. این نوع آسیب با علائمی مانند از دست دادن سریع و روبه رشدِ عملکرد مغز مشخص می‌شود و اگر این مدت ۲۴ ساعت یا بیشتر طول بکشد، می‌تواند منجر به مرگ بیمار شود.
بیشتر افرادی که موفق به بهبودی پس از این آسیب‌ها می‌شوند با عواقبی مواجه هستند، برای نمونه حدود ۵ درصد از افرادی که از سکته مغزی جان سالم به در می‌برند، می‌توانند عملکرد کامل بازوی خود را پس از ۳ ماه توانبخشی بازیابی کنند، در حالی که حدود ۲۰ درصد از مبتلایان نمی‌توانند. چیزی بسیار مشابه در مورد پاها اتفاق می‌افتد، گزارش‌ها نشان می‌دهد ۳۰ تا ۴۰٪ از افرادی که دچار سکته مغزی شده‌اند با توانایی محدود راه رفتن یا ناتوانی در راه رفتن مواجه هستند؛ حتی پس از توانبخشی.
اسکلت‌های بیرونی به عنوان یک روش توانبخشی و ابزار درمانی جدید برای بیمارانی به کار می‌رود که دچار سکته مغزی شده‌اند و محدودیت‌هایی در حرکت اندام تحتانی آنها، مانند راه رفتن، چرخش لگن، خم شدن زانو، راه رفتن مداوم و غیره تجربه کرده‌اند.
در ادامه عملکرد اسکلت‌های بیرونی در بیماران مبتلا به بیماری‌های عروق مغزی را مورد بحث قرار می‌دهیم و سپس موضوعاتی مانند مزایای نظری و تجربی که هنگام استفاده از اسکلت‌های بیرونی آشکار شده را بررسی می‌کنیم؛ همچنین معایب آنها و پیامدهای احتمالی که با انجام شبیه‌سازی مجازی استفاده از این دستگاه‌ها در بیماران با و بدون محدودیت در الگوی حرکتی آنها به دست آمده است.
لازم به ذکر است که هر اسکلت بیرونی دارای طراحی، ویژگی‌ها و کاربردهای متفاوتی است، بنابراین در این بررسی تنها اسکلت‌های بیرونی که برای توانبخشی بیماران مبتلا به سکته مغزی استفاده می‌شوند و اینکه کدام یک برای کاربران مبتلا به این آسیب بیشتر سفارش می‌شود، در نظر گرفته شده‌اند.
انواع اسکلت بیرونی
به طور کلی، اسکلت‌های بیرونی عملکرد یکسانی دارند. تفاوت آنها در ویژگی‌های داخلی، مدارها یا قطعات آنها است. از طرفی طراحی هر اسکلت بیرونی، روش‌هایی را که می‌توان از آن در جلسات توانبخشی استفاده کرد، تغییر می‌دهد.
برای نمونه، اسکلت بیرونی Ekso یک پوشیدنی قابل حمل است که به افراد دچار ناتوانی در اندام تحتانی قدرت بیشتری برای ایستادن، نشستن و راه رفتن روی یک سطح صاف می‌دهد. این اسکلت بیرونی بیشتر برای افرادی طراحی شده است که از سکته مغزی یا آسیب نخاعی رنج می‌برند. از آن به عنوان یک وسیله درمانی در بیمارانی استفاده می‌شود که باید راه رفتن و تغییر وزن عملکردی را با حرکت دادن پاهای بیمار از طریق یک الگوی مناسب از پیش تعریف شده و سازگار یاد بگیرند.
اسکلت بیرونی AUTONOMYO برای هدایت بیمار با حرکات خاص برنامه‌ریزی شده است و برای افراد مبتلا به مشکلات عروقی مغز بسیار مفید است، زیرا نیازی به مصرف مواد مغذی و اکسیژن نیست. چراکه حرکت توسط اسکلت بیرونی تحمیل می‌شود، افزون بر این گزینه‌ای نیز وجود دارد که در آن اسکلت بیرونی به عنوان تکیه‌گاه برای عضلات ثانویه عمل می‌کند و کاربر حرکات را با سختی کمتری انجام می‌دهد.
همچنین اسکلت بیرونی ReWalk وجود دارد که به عنوان جایگزینی برای ویلچر ساخته شده است و به افراد اجازه می‌دهد بایستند، راه بروند، از پله‌ها بالا و پایین بروند و موارد دیگر. این اسکلت بیرونی به گونه‌ای طراحی شده است تا افرادی که دچار سکته مغزی یا آسیب نخاعی شده‌اند بتوانند تحرک خود را بازیابند. دارای یک موتور الکتریکی و باتری قابل شارژ می‌باشد. ReWalk دارای بند است که دور کمر و شانه‌ها قرار می‌گیرد، در یک کوله پشتی کامپیوتر و باتری قابل شارژ دستگاه قرار دارد. افزون بر این یک عصا برای ثبات بیشتر بیمار ارائه می‌شود.
اسکلت بیرونی MYOSUIT دارای یک موتور است که به همراه مکانیسم حمایتی پاها و مفاصل در پشت قرار دارد. این نوع اسکلت بیرونی برای افرادی که از مشکلات عصبی و عروقی رنج می‌برند سفارش نمی‌شود، زیرا این نوع اسکلت بیرونی بیشتر بر روی کارهای طولانی متمرکز است. درواقع فرد مبتلا به آسیب به این نوع ابزار نیاز ندارد، مگر اینکه محیط اطراف فرد به حرکات پیچیده و راهپیمایی‌های طولانی مدت نیاز داشته باشد.
MIT-Skywalker دستگاهی برای توانبخشی راه رفتن و حفظ تعادل است. این اسکلت بیرونی سه حالت: گسسته، ریتمیک و تعادلی دارد. مطالعه‌ای روی بزرگسالان مبتلا به سکته مغزی و دو بزرگسال مبتلا به فلج مغزی انجام شد که نتایج به دست آمده از آن بهینه بود، زیرا نشان داد که دستگاه بی‌خطر است و همچنین مزایای ارائه شده توسط سه حالت آن موجب بهبودی و درمان بیماران شد.
به طور مشابه، اسکلت بیرونی HAL نیز وجود دارد که بر اساس حسگرها، حرکاتی که توسط بیمار انجام خواهد شد را تشخیص می‌دهد و از آن حمایت می‌کند تا بار عضلانی بیمار را کاهش دهد و مسیر حرکت را هدایت کند. اگر تکانه‌ها توسط حسگرها تشخیص داده نشود، دستگاه هیچ گونه نیرو یا حرکتی ایجاد نمی‌کند. مواردی وجود دارد مانند افراد مبتلا به آسیب شدید عروق مغزی که مغز نمی‌تواند تکانه‌ای تولید کند در نتیجه اسکلت بیرونی نمی‌تواند سیگنال‌ها را تشخیص دهد. بنابراین این افراد کاندیدای مناسبی برای درمان با این اسکلت بیرونی نیستند.
H2 یک اسکلت بیرونی الکتریکی قابل حمل است که ۶ مفصل، ران، زانو و مچ پا به صورت دو طرفه دارد و همچنین الگوریتمی که با تشخیص راه رفتن نامنظم به طور خودکار راه رفتن را اصلاح می‌شود. اما با مطالعاتی که انجام شد، بیماران معتقدند که انگار اسکلت بیرونی خود به خود راه می‌رود و احساس کمک درمانی نمی‌کنند. همچنین در مورد پوشیدن این دستگاه می‌گویند حدود ۳۰ دقیقه طول می‌کشد تا آن را بپوشند و به طور معمول جلسات درمانی یک ساعته هستند.
معیارهایی که در انتخاب اسکلت بیرونی مناسب باید در نظر گرفته شوند
اگرچه اسکلت‌های بیرونی می‌توانند به ابزاری بسیار قوی و مفید در درمان بیماران دچار الگوهای حرکتی محدود در اندام تحتانی تبدیل شوند، استفاده نادرست از این اسکلت‌های بیرونی می‌تواند آسیب‌های جدیدی ایجاد کند یا اثراتی برخلاف آنچه انتظار می‌رود به دنبال داشته باشند.
شبیه‌سازی‌های انجام شده نشان داد استفاده نادرست از اسکلت‌های بیرونی می‌تواند منجر به آسیب‌های مفصلی، به طور عمده در زانو، شود. شاید بیمار بتواند دوباره به تنهایی راه برود، اما با ناهنجاری‌هایی در الگوی راه رفتن مواجه می‌شود که در دراز مدت مشکلات بیشتری را در ستون فقرات و سایر اعضا ایجاد می‌کند.
افزون بر این، از نظر کاربران استفاده از اسکلت‌های بیرونی می‌تواند ناراحت کننده باشد. برای حل این مشکل، پیشنهاداتی اندیشیده شده است. یکی از این ایده‌ها استفاده از ماهیچه‌های پنوماتیک است؛ برای جلوگیری از ناراحتی اسکلت بیرونی و ایجاد حمایت اضافی از حرکت. طراحی‌های مشابهی نیز انجام شده است. برای نمونه در داخل دستگاه‌ها و قسمت لگن و زانو از پد استفاده می‌شود تا از تماس بین اسکلت بیرونی و قسمت‌های حساس کاربر جلوگیری شود.
سخن آخر
در اینجا ۷ اسکلت بیرونی را بررسی کردیم که به توانبخشی افراد دچار سکته مغزی کمک می‌کند. زیرا سکته مغزی در بیشتر موارد عواقبی به جا می‌گذارد و بیماران باید دوباره راه رفتن را بیاموزند. همچنین تأکید بر این نکته مهم است که افراد ویژگی‌های فیزیکی یکسانی ندارند، پس نمی‌توان تعیین کرد که کدام یک از اسکلت‌های بیرونی “بهترین” هستند، زیرا بستگی به ویژگی‌های فیزیکی فرد دارد و همچنین مشکل بیمار که کدام اسکلت بیرونی برای توانبخشی او بهتر است.
هر اسکلت بیرونی مزایا و معایب خود را دارد، برای نمونه اسکلت‌های بیرونی که قابل حمل هستند معمولاً مشکل وزن دارند، زیرا حمل یکی از این اسکلت‌ها برای یک ساعت یا بیشتر ناراحت کننده و خسته کننده است. آنهایی که قابل حمل نیستند نیز آنقدر آزادی حرکت ندارند.
با گذشت زمان و پیشرفت فناوری، این دستگاه‌ها نیز پیشرفت کرده‌اند، زیرا جدیدترین‌ها الگوریتمی دارند که به رایانه متصل می‌شود و راه رفتن نامنظم را تشخیص می‌دهد. این سیگنال به دستگاه فرستاده می‌شود تا الگو را اصلاح کند.
مهمترین چیز برای این دستگاه‌ها این است که عملکرد درمانی و توانبخشی خود را انجام دهند. در واقع، هر دستگاه عملکرد خود را انجام می‌دهد، اما بیشتر افراد تصمیم می‌گیرند درمان‌های اسکلت بیرونی را کنار بگذارند، زیرا کار با آنها را خسته کننده می‌دانند. به عنوان راهکار پیشنهاد می‌شود توسعه فناوری‌ها ادامه داشته باشد تا اسکلت‌های بیرونی با اندازه و وزن کوچکتر ساخته شوند، بدون اینکه تأثیری بر عملکرد آن داشته باشد. و برای دستگاه‌هایی که هنوز قابل حمل نیستند، برای بیماران مفیدتر است که تحرک و آزادی حرکت بیشتری داشته باشند.
ممکن است مطلوب باشد که استفاده از یک یا چند نوع اسکلت بیرونی در طول دوره توانبخشی ترکیب شود تا هر اسکلت بیرونی متناسب با مرحله توانبخشی بیمار باشد.
>> ۹ حقیقتی که باید درباره اسکلت های بیرونی بدانید
>> چگونه اسکلت های بیرونی بر محیط کار تأثیر میگذارند؟
منبع: doi.org/10.14483/issn.2248-4728
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»
