برای نخستین بار، فردی دچار قطع دست، می‌تواند هر انگشت دست بیونیک را مانند انگشتان طبیعی خود حرکت دهد. به لطف پیشرفت‌های انقلابی در جراحی و مهندسی که انسان‌ها را به طور یکپارچه با ماشین‌ها ادغام می‌کند، این پیشرفت امید و امکانات جدیدی را برای افراد مبتلا به قطع عضو در سراسر جهان فراهم می‌کند. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

مطالعه‌ای که در Science Translational Medicine منتشر شد، نخستین مورد مستندی را توصیف می‌کند که بدنش از طریق جراحی برای ترکیب حسگرها و یک ایمپلنت اسکلتی اصلاح شد. سپس الگوریتم هوش مصنوعی، اهداف کاربر را به حرکت پروتز تبدیل می‌کند.

مشکل پرتزهای رایج

اندام مصنوعی رایج‌ترین راه‌کار برای جایگزینی اندام از دست رفته است. با این حال، کنترل آنها سخت است و بیشتر با تنها چند حرکت ساده در دسترس هستند. ماهیچه‌های باقیمانده در اندام منبع کنترل ترجیحی برای دست‌های بیونیک هستند. به این دلیل که بیماران می‌توانند به میل خود ماهیچه‌ها را منقبض کنند و از فعالیت الکتریکی ایجاد شده توسط انقباضات می‌توان برای کنترل دست مصنوعی استفاده کرد. یک مشکل عمده در سطوح بالاتر قطع عضو، مانند بالای آرنج، این است که عضلات بسیاری برای کنترل ربات و بازیابی واقعی عملکرد بازو و دست باقی نمی‌ماند.

یک گروه چند رشته‌ای متشکل از جراحان و مهندسان با پیکربندی مجدد اندام باقیمانده و یکپارچه‌سازی حسگرها و ایمپلنت اسکلتی برای اتصال الکتریکی و مکانیکی با پروتز، این مشکل را دور زدند. با تشریح اعصاب محیطی و توزیع مجدد آنها به اهداف عضلانی جدید که به عنوان تقویت کننده‌های بیولوژیکی استفاده می‌شوند، پروتز بیونیک اکنون می‌تواند به اطلاعات بسیار بیشتری دسترسی داشته باشد تا کاربر بتواند به میل خود به بسیاری از مفاصل رباتیک فرمان دهد.

پژوهشگران گفتند: «در این مقاله، ما نشان می‌دهیم سیم‌کشی مجدد اعصاب به اهداف عضلانی مختلف به شیوه‌ای توزیع‌ شده و همزمان نه تنها امکان‌پذیر است، بلکه به بهبود کنترل پروتز کمک می‌کند. یکی از ویژگی‌های کلیدی کار ما این است که ما این امکان را داریم تا از نظر بالینی روش‌های جراحی دقیق‌تری را اجرا کنیم. حسگرها را در ساختارهای عصبی-عضلانی در زمان جراحی تعبیه می‌کنیم، سپس آنها را از طریق یک رابط استخوانی یکپارچه به سامانه الکترونیکی پروتز متصل می‌کنیم. الگوریتم‌های هوش مصنوعی دیگر موارد را انجام می‌دهند».

روش اتصال پروتز به بدن

اندام های مصنوعی معمولاً توسط یک سوکت به بدن متصل می‌شوند. که اندام باقی مانده را فشرده می‌کند و موجب ناراحتی می‌شود و از نظر مکانیکی ناپایدار است. جایگزینی برای اتصال سوکت، استفاده از ایمپلنت تیتانیوم است که در استخوان باقیمانده قرار می‌گیرد و به شدت گیر می‌کند – این به عنوان osseointegration شناخته می‌شود – . چنین اتصال اسکلتی امکان اتصال مکانیکی راحت و کارآمدتر پروتز را به بدن می‌دهد.

Rickard Branemark، پژوهشگر MIT، دانشیار دانشگاه گوتنبرگ، مدیر عامل شرکت Integrum و متخصص برجسته در زمینه ادغام استخوانی پروتزها است. که کاشت رابط را انجام داد. او می‌گوید: «مایه خرسندی است که می‌بینیم نوآوری‌های پیشرفته جراحی و مهندسی ما می‌تواند چنین سطح بالایی از عملکرد را برای فردی با قطع دست فراهم کند. این دستاورد مبتنی بر بیش از 30 سال توسعه تدریجی این مفهوم و زمینه است که من در آن هستم».

این مطالعه نشان می‌دهد چگونه اعصاب منتقل شده به طور تدریجی به عضلات میزبان جدید خود متصل می‌شوند. هنگامی که فرآیند عصب‌دهی به اندازه کافی پیشرفت کرد، پژوهشگران آنها را به پروتز متصل کردند تا بیمار بتواند هر انگشت دست مصنوعی را طوری کنترل کند که انگار مال خودش است.

همچنین پژوهشگران نشان دادند که این سامانه چگونه در فعالیت‌های زندگی روزمره پاسخ می‌دهد و در حال حاضر در حال بهبود بیشتر قابلیت کنترل دست بیونیک هستند.

>> عبور از پوست و ادغام عصبی پروتز و ارتز

>> پروتزهای خلاقانه موجود در بازار

منبع: medicalxpress.com

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»