ساخت پای مصنوعی پیشرفته بــا قــابلیت اتصــال بـه سیستم عصبی بـدن (مهندسی پزشکی)

کد خبر: ۱۷۰۰۶۷

تاریخ: ۲۵ شهريور ۱۳۹۸ - ۲۰:۵۶

محققان موسسه فناوری فدرال زوریخ یک سیستم جدید برای پای مصنوعی طراحی کرده‌اند که حس لمس زمین را به صورت زنده برای سیستم عصبی کاربر ترجمه می‌کند تا کاربر کنترل پای مصنوعی خود را مثل پای سالم خود کاملاً در اختیار داشته باشد و عادی راه برود.
به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، قبلاً در مورد پروتزهای مجهز به حسگر لمسی شنیده‌ایم که به معلولان امکان تجربه حس لمس در اندام مصنوعی را می‌دهد،اما اکنون دانشمندان موسسه فناوری فدرال زوریخ همین کار را در پاهای مصنوعی انجام داده‌اند که به کاربران امکان می‌دهد با تلاش بسیار کمتر و هماهنگی بیشتری راه بروند.
هنگامی که افراد سالم راه می‌روند، فشارهای مختلفی را روی انگشتان و کف پای خود حس می‌کنند و همواره بدون نیاز به نگاه کردن به پای خود می‌دانند که پایشان در لحظه کجاست و وقتی پایمان هنگام راه رفتن با زمین برخورد می‌کند، فشارهای مختلفی روی کف پا احساس می‌کنیم، به علاوه حرکت زانوها را نیز احساس می‌کنیم در صورتی که معلولانی که پای خود را از ران به پایین از دست داده‌اند، فاقد این نوع اطلاعات حسی هستند،بنابراین معلولان دقیقاً نمی‌دانند که چگونه پای مصنوعی آنها با زمین تماس پیدا می‌کند و همچنین نمی‌دانند که زانویشان تا چه اندازه خم می‌شود که این مسئله اغلب باعث می‌شود که آنها بیش از حد به پای سالم خود تکیه کنند و منجر به یک راه رفتن ناهموار و در نهایت آسیب‌های اسکلتی عضلانی و خستگی می‌شود.
محققان موسسه فناوری فدرال زوریخ با همکاری یک استارتاپ سوئیسی موسوم به «SensArs» و دانشگاه فرایبورگ آلمان تصمیم گرفتند تا به حل این مشکل برای معلولان بپردازند.
دانشمندان با یک پای مصنوعی تجاری ساخته شده توسط شرکت پروتز «Össur» شروع به کار کردند، سپس حسگرهای لمسی را به کف آن اضافه کردند.
دو فرد معلول آن را طی یک دوره سه ماهه امتحان کردند و سیگنال‌هایی از آن حسگرها و از مفصل برقی زانو به الکترودهایی منتقل می‌شد که به طور موقت در ران هر داوطلب کاشته شده بود.
این الکترودها اعصاب باقی مانده پا را از طریق پالس‌های الکتریکی تحریک می‌کنند که در اصل به شخص اجازه می‌دهند که پا و زانوی مصنوعی خود را مثل پا و زانوی سالم پای دیگر خود احساس کند.
براساس این آزمایشات هنگامی که داوطلبان یک تمرین پیاده‌روی را انجام دادند، گزارش دادند که اعتماد آنها به پای مصنوعی بسیار بهبود یافته است و به آنها امکان می‌دهد با سرعت بیشتری روی سطوح نرم و ناهموار مانند شن ساحل حرکت کنند.
همچنین اطلاعات حاصل نشان داد مصرف اکسیژن آنها هنگام راه رفتن با این پای مصنوعی کمتر است که نشان از تلاش جسمی کمتر برای راه رفتن با این پای مصنوعی داشت.
علاوه بر این، اندازه‌گیری فعالیت مغز آنها نشان داد که این سیستم باعث می‌شود قدم زدن، آنها را از نظر ذهنی کمتر درگیر کند و مثل افراد سالم تبدیل به امری عادی شود.
دانشمندان اکنون قصد دارند یک مطالعه بزرگتر و طولانی‌تر را انجام دهند و در حال کار بر روی یک نسخه دائمی کاشته شده از الکترودها هستند که می‌تواند مانند دستگاه ضربان‌ساز در بدن کاربر بماند.