قطع اندام با نقص عملکردی، ناتوانی و کیفیت پایین زندگی مرتبط با سلامتی همراه است. پروتزها برای بهبود عملکرد طراحی شده‌اند تا حس کامل بودن را به بیماران منتقل کنند. پروتزهای نسل جدید با ارائه بازخورد حسی نسبت به انواع معمولی پروتزها عملکرد بیشتری دارند. پروتزهای نسل جدید همچنین موجب بهبود تحرک، تجسم و درد پس از قطع عضو می‌شوند. برای آشنایی بیشتر با پروتزهای نسل جدید با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

اندام‌های مصنوعی اولیه سنگین بودند، نمی‌توانستند حرکات عملکردی اندام قطع شده را تقلید کنند. و همچنین به راحتی توسط فردی که آن‌ها را می‌پوشد، کنترل نمی‌شوند.

پروتزهای جدید و نوآورانه‌تر به دنبال رفع کاستی‌های طرح‌های پیشین بودند. در ادامه به سه نوع پروتز نسل جدید که در بازار موجود است می‌پردازیم. افزون بر این، نقاط قوت و محدودیت‌های هر نوع پروتز را مورد بحث قرار می‌دهیم.

پروتز میوالکتریک

پروتز میوالکتریک یک اندام رباتیک است که از طریق سیگنال‌های الکتریکی تولید شده توسط انقباض و شل شدن عضلات باقیمانده در اندام حرکت می‌کند. این نوع پروتز از طریق سیم‌های کوچک الکتریکی و الکترودها به دو گروه عضلانی (فلکسورها و اکستنسورها) اندام باقی‌مانده متصل می‌شود.

سیگنال‌های الکتریکی تولید شده توسط این ماهیچه‌ها با یک الگوریتم رایانه‌ای جفت می‌شوند که حرکات اندام مصنوعی مربوطه را ایجاد می‌کند. برای نمونه، سیگنال‌های ایجاد شده از شل شدن و انقباض عضلات ساعد به ترتیب موجب بسته شدن و باز شدن دست مصنوعی می‌شود. این به بیمار اجازه می‌دهد تا وظایف عملکردی مانند نگه داشتن فنجان برای نوشیدن آب را تنها با فعال کردن عضلات باقیمانده اندام انجام دهد (تصویر زیر). این نوع پروتز مزایای بسیاری نسبت به پروتزهای زیبایی دارد زیرا بیماران می‌توانند وظایف عملکردی را انجام دهند.

افزون بر این، کار با آن راحت و به نسبت آسان است. نقطه ضعف این نوع پروتز این است که گران و سنگین است و برای انجام حرکات ظریف و پیچیده مفید نیست. افزون بر این، فاقد بازخورد حسی پیکری است که برای حرکت نرم اندام و تجسم ضروری است.

پروتز با بازخورد حسی پیکری

پروتز با بازخورد حسی پیکری یک وسیله کمکی است که به بیمار امکان راه رفتن و احساس پای خود را حین حرکت می‌دهد. برای بیمارانی که دچار قطع عضو بالای زانو هستند، این پروتز مجهز به حسگرهایی در کف پا و اطراف مفصل مچ پا است تا هر زمان که پا به زمین برخورد کرد و از زمین جدا شد، حرکت در این نواحی را تشخیص دهد.

سپس سیگنال‌های حرکتی از حسگرهای پا و مچ پا (از طریق بلوتوث) به الکترودهای کاشته‌شده (با جراحی) منتقل می‌شوند. این الکترودها عصب محیطی پای قطع شده را تحریک می‌کند. تحریک عصب محیطی منجر به درک احساسات طبیعی مربوط به حرکت در پای فانتوم می‌شود.

برای نمونه، هنگامی که بیمار با یک پروتز روی یک جسم نرم قدم می‌گذارد، حسگرها سیگنال‌های مرتبط با این حرکت را به عصب محیطی ارسال می‌کنند، که پس از آن احساس پا گذاشتن روی یک جسم نرم در پای فانتوم ایجاد می‌شود. چندین مطالعه نشان دادند که استفاده از پروتز با بازخورد حسی پیکری موجب بهبود عملکرد، تجسم و درد اندام فانتوم می‌شود.

پروتز با رابط احیا کننده عصبی محیطی

رابط احیا کننده عصبی محیطی (RPNI) یک روش جراحی است که برای بهبود کنترل پروتز طراحی شده است. اگرچه به تازگی از آن به عنوان یک روش برای پیشگیری یا درمان درد ناشی از نوروما در افراد قطع عضو استفاده می‌شود. رابط احیا کننده عصب محیطی شامل قطع نوروما در انتهای عصب محیطی، تشریح عصب برای نمایاندن فاسیکل‌های عصبی (دسته‌های عصبی)، و سپس پیچاندن هر فاسیکل با یک پیوند عضلانی برداشت شده از یک محل اهداکننده سالم است (تصویر پایین). در طول سه ماه بعد، تمرکز بر بهبود خون‌رسانی و عصب‌دهی مجدد پیوند عضلانی توسط فاسیکل‌های عصبی محیطی است.

سونوگرافی‌ها انقباضات قوی پیوند عضلانی را حین حرکات اندام فانتوم نشان دادند. سیگنال‌های این انقباضات برای کنترل اندام مصنوعی استفاده می‌شود. تفاوت با پروتزهای میوالکتریک در این است که اندام مصنوعی قصد حرکت تولید شده توسط مغز را بیان می‌کند. برای نمونه، اگر فرد آگاهانه قصد حرکتی برای گرفتن فنجان ایجاد کند، دست مصنوعی یک فنجان را به سرعت می‌گیرد. کنترل و عملکرد بهتر از جمله مزایای استفاده از پروتز کنترل شونده توسط RPNI است.

اندام‌های مصنوعی اولیه بیشتر برای اهداف زیبایی استفاده می‌شدند. نیاز به اندام‌های مصنوعی کاربردی با گذشت زمان افزایش یافت و ادغام فناوری، راهکاری برای برخی از مشکلات مبرم در طراحی و استفاده از اندام های مصنوعی ارائه کرد. هدف اختراعات فناوری و روش‌های جراحی کنونی بهبود سطح عملکردی پروتزها است. نشان داده شده است که این پروتزهای نسل جدید تحرک، تجسم، عملکرد و درد را بهبود می‌بخشند.

>> شبکه های عصبی ساده نسبت به مدل های پیچیده بازده بهتری برای حرکت پروتز دارند

>> انقلابی در فناوری بیونیک با Ability Hand

منبع: healthnews.com

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