قطع عضو با اندام پروتز مدولار APL دانشگاه هاپکینز آمریکا تاریخ ساز شد.

مردی از کلرادو در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز (APL) تاریخ ساز شد و اولین فرد قطع عضو دوطرفه در سطح شانه شد که دو اندام پروتز مدولار آزمایشگاه را پوشید و همزمان کنترل کرد. مهمتر از همه، Les Baugh، که ۴۰ سال پیش هر دو دست خود را در یک تصادف الکتریکی از دست داد، توانست با فکر کردن به حرکت دادن اندام خود، سیستم را راه اندازی کند و در طی یک دوره آموزشی کوتاه، وظایف مختلفی را انجام دهد.

Baugh در ماه ژوئن سال ۲۰۱۴ به مدت دو هفته به عنوان بخشی از یک تلاش تحقیقاتی با بودجه APL برای ارزیابی بیشتر قابلیت استفاده از MPL که در دهه گذشته به عنوان بخشی از برنامه انقلابی پروتز توسعه یافته بود، در شهر بود. قبل از اینکه سیستم اندام را از طریق سرعت‌ها بگذراند، باو مجبور شد تحت یک عمل جراحی در بیمارستان جانز هاپکینز قرار گیرد که به عنوان عصب‌سازی مجدد هدفمند عضلانی شناخته می‌شود.

دکتر آلبرت چی، جراح جان هاپکینز، توضیح داد: «این یک روش جراحی نسبتاً جدید است که اعصابی را که زمانی بازو و دست را کنترل می‌کردند، تغییر می‌دهد. فقط با فکر کردن به عملی که می‌خواهند انجام دهند، دستگاه‌های مصنوعی خود را کنترل کنند.»

پس از بهبودی، باگ برای آموزش استفاده از MPLها از آزمایشگاه بازدید کرد. ابتدا او با محققان بر روی سیستم تشخیص الگو کار کرد.

چی توضیح داد: «ما از الگوریتم‌های تشخیص الگو برای شناسایی ماهیچه‌هایی که منقبض می‌شوند، نحوه ارتباط آنها با یکدیگر و دامنه و فرکانس آنها استفاده می‌کنیم. ما این اطلاعات را می گیریم و آن را به حرکات واقعی درون یک پروتز تبدیل می کنیم.

سپس باگ یک سوکت سفارشی برای تنه و شانه‌هایش تعبیه شد که از اندام‌های مصنوعی پشتیبانی می‌کند و همچنین اتصالات عصبی را با اعصاب دوباره عصب‌شده برقرار می‌کند. Advanced Arm Dynamics، ارائه دهنده برجسته کشور آمریکا در زمینه توانبخشی جامع پروتز اندام فوقانی، سوکت پروتز سفارشی Baugh را طراحی و متناسب کرد. در حالی که سوکت کارهای نهایی خود را انجام داد، تیم او را به کار با سیستم اندام از طریق یک محیط یکپارچه سازی مجازی (VIE)، یک نسخه واقعیت مجازی از MPL دعوت کرد.

VIE کاملاً با اندام های مصنوعی قابل تعویض است و از طریق فرآیند مجوز APL در حال حاضر به ۱۹ گروه در جامعه تحقیقاتی ابزاری کم هزینه برای آزمایش رابط های مغز و رایانه ارائه می دهد. این برای آزمایش روش های جدید رابط عصبی و مطالعه درد اندام فانتوم استفاده می شود و به عنوان یک سیستم آموزشی قابل حمل عمل می کند.

زمانی که نصب سیستم به پایان رسید، باو گفت که برای شروع آماده است. وقتی سوکت را به او نصب کردند، و اندام های مصنوعی را به آن متصل کردند، گفت: «من به دنیای کاملاً متفاوتی رفتم.» او چندین اشیاء، از جمله یک فنجان خالی را از ارتفاع قفسه‌ای به قفسه‌ای بالاتر منتقل کرد، وظیفه‌ای که او را ملزم به هماهنگی کنترل هشت حرکت جداگانه برای تکمیل آن می‌کرد.

کورتنی موران از APL، متخصص پروتز که با Baugh کار می‌کند، گفت: «این کار فعالیت‌هایی را شبیه‌سازی می‌کند که معمولاً ممکن است در یک محیط روزمره در خانه با آن‌ها مواجه شویم. این مهم بود زیرا با پروتزهای موجود در حال حاضر این امکان وجود ندارد. او تنها با ۱۰ روز تمرین توانست این کار را انجام دهد که ماهیت شهودی کنترل را نشان می دهد.

موران گفت که تیم تحقیقاتی با آنچه که باگ توانست به انجام برساند، کاملاً موافق بود.

او گفت: «ما انتظار داشتیم او در مقایسه با آنچه که با سیستم‌های معمولی به دست می‌آورد، از عملکردش فراتر رود، اما سرعت یادگیری حرکات و تعداد حرکاتی که در مدت زمان کوتاهی می‌توانست کنترل کند، بسیار فراتر از انتظار بود.» . آنچه واقعاً شگفت‌انگیز بود و یکی دیگر از نقاط عطف مهم در کنترل MPL بود، توانایی او در کنترل ترکیبی از حرکات در هر دو بازو به طور همزمان بود. این اولین مورد برای کنترل دو دستی همزمان بود.

مایکل مک‌لافلین، محقق اصلی RP گفت: «فکر می‌کنم ما تازه شروع کرده‌ایم. مثل روزهای اول اینترنت است. پتانسیل فوق العاده ای در پیش داریم و ما به تازگی این راه را شروع کرده ایم. و من فکر می‌کنم پنج تا ۱۰ سال آینده پیشرفت خارق‌العاده‌ای را به همراه خواهد داشت.»

مک لافلین گفت گام بعدی این است که باگ را با یک جفت سیستم اندام به خانه بفرستیم تا ببیند چگونه با زندگی روزمره او ادغام می شوند.

باو مشتاقانه منتظر آن روز است. او گفت: «شاید برای یک بار هم که شده بتوانم تغییراتی را در دستگاه پاپ ایجاد کنم و از آن خارج شوم. او مشتاقانه منتظر انجام «کارهای ساده ای است که اکثر مردم به آن فکر نمی کنند. و دوباره در دسترس من است.»

آزمایشگاه فیزیک کاربردی، یک بخش غیرانتفاعی از دانشگاه جانز هاپکینز، با چالش های مهم ملی از طریق کاربرد نوآورانه علم و فناوری روبرو می شود. برای اطلاعات بیشتر به www.jhuapl.edu مراجعه کنید.

این واقعه مربوط به دسامبر سال ۲۰۱۴ است. با توجه به جذابیت موضوع, تصمیم گرفته شد در این قسمت مجددا معرفی شود. تکنولوژی بکار رفته هنوز جزو تکنولوژیهای روز دنیاست و امیدواریم این مطلب باعث ایجاد انگیزه لازم در محققان کشورمان برای انجام پروژه های ملی در این سطح بشود.

منبع خبر


 

با اشتراک در خبرنامه شرکت احسان صنعت پاسارگاد (وبسایت لاله زار آنلاین), از تازه ترین اخبار و یادداشتهای کاربردی صنعت برق و اتوماسیون صنعتی باخبر شوید. 

کافی است در لیست مخاطبین ما, ثبت نام کنید.