افزایش تولید و توزیع جهانی اسکلت بیرونی بازوی MyoPro - مجلۀ فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی

بسیاری از فناوری‌های صنعت رباتیک در زمینه‌ی مراقبت‌های پزشکی، ساخت پروتز و اسکلت‌های بیرونی کاربرد دارند. شرکت Myomo یک شرکت رباتیک پزشکی در کمبریج ماساچوست است. این شرکت در ساخت ارتز مصنوعی اندام فوقانی تخصص دارد. MyoPro یک ارتز آرنج، مچ و انگشتان دست توسعه داده است. این بازوی رباتیک برای افراد با فلج جزیی یا ضعف بازو ناشی از سکته مغزی، آسیب نخاعی و آسیب‌های اعصاب محیطی و بیماری‌های عصبی پیش‌رونده مانند ALS و ام‌اس (MS) طراحی شده است. هم‌اکنون ۹۰۰ ارتز MyoPro در آمریکا دردسترس است. این ارتز برای نخستین بار به بازارهای استرالیا، اروپا و شیلی نیز وارد می‌شود. با مجله‌ی فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

توسعه‌ی سامانه‌ فرمان (power steering) ارتز بازو

Myomo به سیگنال‌های الکترومایوگرافی (EMG) ماهیچه‌های کاربر پاسخ می‌دهد و حرکت دست و بازو را در جهت دلخواه امکان‌پذیر می‌کند. MyoPro بازوی رباتیکی است که منجر به نیروی کمکی و توانبخشی کاربر می‎شود. بیش از سه میلیون نفر در آمریکا در اثر سکته‌ی مغزی، آسیب شبکه‌ی بازویی (Brachial Plexus Injury)، فلج مغزی و دیگر آسیب‌های عصبی عضلانی کنترل حرکتی دست و بازوی خود را از دست داده‌اند.

MyoPro در موسسه MIT و دانشکده پزشکی هاروارد توسعه یافته است. چند سال پیش این شرکت از MIT جدا شد. دکتر Woodie Flowers پروفسور بازنشسته‌ی مهندسی مکانیک MIT و آزمایشگاه او در پروتزهای فعال و فناوری‌های کمکی افراد قطع عضو فعالیت دارد.

MyoPro با کمک حسگرهای تعبیه شده در یک بازوبند بر ماهیچه‌های دوسر بازو و سه‌سر بازو قرار می‌گیرد. ماهیچه دوسر بازویی و سه‌سربازویی، به ترتیب در جلوی استخوان بازو و پشت استخوان بازو قرار دارند و در حرکت مفصل شانه و آرنج نقش دارند. این حسگرها، سیگنال‌های الکترومیوگرافی ماهیچه‌های کاربر را شناسایی می‌کنند و بازو و آرنج را حرکت می‌دهد. بر خلاف ایمپلنت‌های مغزی که باید در مغز کاشته شوند، حسگرهای EMG بر سطح پوست بازو قرار می‌گیرند. قدرت سیگنال‌های EMG در افراد سالم زیاد است. در افراد دچار آسیب عضلانی و سکته مغزی این سیگنال‌ها ضعیف هستند.

ارتز مایوالکتریک با دریافت سیگنال EMG از بازو، سامانه‌ی فرمان را برای حرکت دادن بازو فعال می‌کند. واحد کنترلی ارتز MyoPro دارای باتری و بردهای الکترونیکی است. واحد کنترلی سیگنال‌های کنترلی را به دو موتور ارسال می‌کند. این دو موتور بر دست و آرنج قرار می‌گیرند. کاربر با کمک ارتز Myomo می‌تواند با دست خود غذا بخورد، در را باز کند و اشیا را بردارد.

توسعه سخت‌افزاری و نرم‌افزاری نسخه‌ی دوم MyoPro

شرکت Myomo ، الگوریتم‌های نرم‌افزاری و رابط الکترومکانیکی ارتز بازوی خود را توسعه داده است. از سوی دیگر، از لحاظ سخت‌افزاری، وزن نسخه‌ی دوم MyoPro به ۱٫۵ کیلوگرم کاهش یافته است. برای کاهش وزن ارتز از قطعات پلاستیکی استفاده می‌شود. امکان ساخت ارتز سفارشی به وجود آمده است. گروه Myomo با پذیرش این واقعیت که بیماران قادر نخواهند بود زمان کافی را با اسکلت بیرونی MyoPro صرف کنند، تصمیم گرفتند برای حل این مشکل نسخه شخصی و خانگی این دستگاه را توسعه دهند. به این ترتیب، بیماران توانبخشی می‌توانند دسترسی لازم به دستگاه را داشته باشند.

نسخه‌ی دوم MyoPro قابلیت باز و بسته کردن دست را دارد. چهار حسگر دارد و از طریق ارتباط بلوتوث به یک برنامه‌ی کاربردی گوشی متصل می‌شود. شرکت Myomo تلاش می‌کند وزن ارتز را تا حد امکان کاهش دهند و سامانه‌ی کنترلی دقیق‌تری ارائه دهند. باتری ارتز به گونه‌ای طراحی شده تا ارتز برای یک روز شارژ داشته باشد. برای MyoPro 2 یک باتری اضافی نیز در نظر گرفته شده است. هم‌اکنون دستگاه ارتز MyoPro در درمانگاه‌های توانبخشی و بیمارستان‌ها استفاده می‌شود. MyoPro تحت پوشش شرکت‌های بیمه است.

در دسترس بودن ارتز و آموزش کاربران ارتز

نسخه‌ی جدید ارتز MyoPro یک فناوری تحول‌آفرین در صنعت اسکلت بیرونی به شمار می‌آید. نسخه‌ی پیشین تنها در درمانگاه‌ها و بیمارستان‌ها قابل استفاده بود. نسخه‌ی جدید قابل حمل است و قابلیت استفاده در خانه را دارد. شرکت Myomo با دعوت افراد دچار ضعف عضلانی بازو، ابتدا داوطلبان را از نظر پزشکی بررسی کردند و امکان پوشیدن بازوی MyoPro را برای آن‌ها فراهم کردند.

کاربران برای استفاده از ارتز نیاز به آموزش دارند. پس از مرحله‌ی دریافت بیمه توسط کاربر، بازو و دست کاربر اندازه‌گیری می‌شود. سپس کاربر یک ارتز سفارشی دریافت می‌کند. برای آموزش کاربران ارتز MyoPro، تعدادی متخصص پروتز و ارتز آموزش دیده‌اند. سامانه‌ی نرم‌افزاری ارتز قابل تنظیم است. متخصص می‌تواند پس از چند جلسه آموزش به کاربر، با افزایش توان حرکتی بازوی کاربر، تقویت سیگنال‌های عضلانی را کاهش دهد. نسخه‌‌ی دوم مقاوم در برابر آب است. کاربران می‌توانند با اسکلت بیرونی MyoPro ظرف بشویند اما نمی‌توانند با آن به استخر بروند یا دوش بگیرند.

افزایش قابلیت‌های ارتز MyoPro

شرکت Myomo در حال کار بر نسخه‌ی کودک ارتز بازو هستند. نسخه‌ی پیشین تنها برای استفاده‌ی بزرگسالان مجوز FDA دریافت کرده است. کودکانی که در اثر سکته‌ مغزی، فلج مغزی، آسیب‌دیدگی شبکه‌ی بازویی، آتروفی عضلانی و فلج شل حاد (Acute Flaccid Paralysis) دچار ضعف عضلانی دست هستند نیاز به ارتزهای سبک و قابل ارتقا دارند. نسخه‌ی کودک به عنوان MyoPro 3 در آینده عرضه خواهد شد.