اختراع سیستم کنترل ارادی در دست مصنوعی با کاشت حسگرهای آهنربایی

به گزارش گروه سلامت خبرگزاری علم و فناوری آنا، علی مرادی، دانشیار دانشگاه علوم پزشکی مشهد و جراح دست گفت: پیرامون ازآنجاکه قطع عضو و به‌ویژه قطع دست یکی از ناگوارترین اتفاقات برای هر فرد در زندگی است و ما بارها در بیمارستان امام رضا (ع) مشهد شاهد قطع دست بیمارانی بودیم که در حین فعالیت‌های کاری مختلف این عضو مهم را ازدست‌داده‌اند، همکاران ما در مرکز تحقیقات ارتوپدی دانشگاه علوم پزشکی مشهد، آزمایشگاه آن و بخش استخوان و مفصل به این فکر افتادند که با حمایت معاونت پژوهشی دانشگاه، کار تحقیقاتی را در جهت ساخت یکدست مصنوعی بر پایه سیستم کنترل ارادی و از طریق کاشت حس‌گرهای آهنربایی در دست قطع‌شده آغاز کنند.

وی ادامه داد: در همین راستا از ۶ سال گذشته و به دنبال ارتباطات و تعاملاتی که با مدیر مرکز تحقیقات رباتیک دانشگاه فردوسی مشهد و همکارانشان داشتیم، ایده ساخت دست مصنوعی بر پایه سیستم کنترل ارادی را مرحله‌به‌مرحله پیش بردیم تا آنجا که اکنون به‌عنوان یک محصول منحصربه‌فرد، در مراجع بین‌المللی ثبت اختراع‌شده و به‌صورت patent جهانی و patent آمریکا که بسیار هم معتبرند، به دنیا ارائه‌شده است.

مرادی در خصوص تفاوت این دست مصنوعی با سایر دست‌های مصنوعی موجود در بازار گفت: دست مصنوعی که اکنون در بازار به فروش می‌رسد، درواقع از بیرون بدن فرد یک سری سیگنال‌ها را دریافت می‌کند که چندان قوی و دائمی نیستند و با توجه به اهمیت کنترل دست منطبق بااراده فرد، دست مصنوعی که اکنون در بازار وجود دارد این قابلیت را ندارد، بنابراین ما به فکر یک سیستم کنترل جدید افتادیم که با عمل جراحی بتوانیم به بیمار اهدا کنیم و در این راستا در عضلات باقیمانده دست قطع‌شده، تغییراتی را انجام دادیم و حس‌گرهایی را روی عضلات نصب کردیم که فرد بااراده خود این عضلات را حرکت می‌داد و سیگنال‌ها جابجا می‌شدند و سپس با کمک هوش مصنوعی و سیستم رباتیک که مهندسین دانشکده مهندسی فردوسی طراحی کرده بودند، توانستیم دست مصنوعی را بسازیم.

وی تأکید کرد: به‌جرئت می‌توانم عرض کنم که این محصول یکی از دقیق‌ترین دست‌های مصنوعی ازنظر کنترل است و رقبای ما در جهان هنوز نتوانستند به این مرحله از تولید محصول برسند و لذا این دست مصنوعی یک اختراع منحصربه‌فرد و جهانی است که امیدواریم در آینده به‌صورت تجاری در کلینیک‌ها و در اختیار همکارانمان قرار گیرد و ما هم بتوانیم علم عمل جراحی این دست مصنوعی را به دست یاران خود و سایر جراحان دست انتقال دهیم.

عضو گروه مرکز تحقیقات ارتوپدی دانشگاه علوم پزشکی مشهد در خصوص مکانیسم عملکرد دست مصنوعی تولیدشده نیز گفت: معمولاً وقتی دست قطع می‌شود، تاندون‌ها و مفاصل آن نیز قطع می‌شود، اما عضلات مقداری باقی می‌ماند و تحت اختیار فرد قرار دارد؛ اما دستی وجود ندارد تا سیگنال‌های مغز انتقال یابد و اقدامی که ما دراین‌ارتباط انجام دادیم، آن بود که عضلات مربوطه را از پشت و روی دست طی یک عمل جراحی بزرگ و در دو مرحله به یکدیگر اتصال دادیم و سپس روی هر یک از این عضلات که حرکت‌دارند، یک کپسول یا تگ مغناطیسی قراردادیم که با حرکت این کپسول مغناطیسی از بیرون بدن، می‌توانستیم سیگنال‌های حرکتی و اراده فرد را دریافت کنیم و به دست مصنوعی انتقال دهیم.

مرادی خاطرنشان کرد: دست مصنوعی ساخته‌شده هنوز در مرحله تحقیقاتی است و اصطلاحاً یکدست مصنوعی تحقیقاتی محسوب می‌شود و قطعاً در ادامه و با طی مراحل تکاملی، شکل و عملکردی بهتر از وضعیت فعلی را پیدا خواهد کرد.

اختراعی جهانی و امیدآفرینی‌های آن

مهدی عطایی، جراح دست در دانشگاه علوم پزشکی مشهد نیز ضمن اشاره به همکاری خود در عمل جراحی کاشت حس‌گرها در دست قطع‌شده دو بیمار گفت: این عمل جراحی طی دو مرحله و در هر مرحله حدود ۴ تا ۵ ساعت به طول انجامید و حس‌گرها در عضلات ساعد کاشته شد، در ادامه حرکت حس‌گرها را چک کردیم که خوشبختانه موفقیت‌آمیز بود و بسیار خوشحالیم که تلاش‌هایمان به نتیجه مطلوبی رسیده است.

وی اضافه کرد: در حال حاضر ما بیماران زیادی را داریم که اکثراً جوان هستند و با قطع دست در حین فعالیت‌های کاری شرایط بسیار دشواری برای آن‌ها ایجاد می‌شود و در مواردی از پروسه فعالیت‌های شغلی بازمی‌مانند. لذا این اقدامات می‌تواند برای آن دسته از بیماران امیدبخش باشد و امیدواریم مسئولین نیز با حمایت از نخبگان و دانشمندان کشور زمینه را برای فعالیت آن‌ها و تولید محصولات جهانی که برای کشور افتخارآفرین و برای بیماران کمک‌کننده است، فراهم کنند.

همکاری بین‌رشته‌ای که به ثبت اختراع جهانی رسید

علیرضا اکبرزاده؛ مدیر مرکز تحقیقات رباتیک دانشگاه فردوسی مشهد نیز بابیان این مقدمه که مرکز تحقیقات رباتیک دانشگاه فردوسی طی ۱۲ سال فعالیت خود، دستاوردهای متعددی را با همکاری گروه‌های مختلف مکانیک، کامپیوتر و برق داشته افزود: در حال حاضر حیطه‌ای که در این مرکز، بر آن تمرکز داریم مهندسی پزشکی است و در این حیطه کارهای متعددی انجام‌شده و ازجمله کارهایی که پس از ۵ سال تلاش باافتخار می‌توانیم به ثمر نشستن نتایج آن را اعلام کنیم، سیستم کنترل اندام مصنوعی است و دستی که دانشجویان و مهندسین دانشگاه فردوسی مشهد و دوستان ما در دانشگاه علوم پزشکی مشهد ساخته‌اند؛ اختراع جهانی است که درواقع توانمندی و مهارت نیروهای متخصص ما را در طراحی و ساخت اختراعات جدید نشان می‌دهد.

وی خاطرنشان کرد: دست مصنوعی ساخته‌شده دربردارنده فنّاوری‌های مختلفی است که شامل رشته‌های برق، الکترونیک، مکانیک، کامپیوتر، هوش مصنوعی و مهندسی پزشکی است و جمع‌آوری همه این فنّاوری‌ها در یک دستاورد جدید، افتخار بسیار بزرگی است.

مدیر مرکز تحقیقات رباتیک دانشگاه فردوسی مشهد همچنین گفت: دست مصنوعی ساخته‌شده علاوه بر ثبت چندین اختراع داخلی، دو ثبت اختراع خارجی نیز دارد و مایه خرسندی ما است که اعلام کنیم با همکاری دانشگاه علوم پزشکی مشهد تاکنون دو بیمار که در دست آن‌ها جراحی انجام و حس‌گرها تعبیه‌شده اکنون می‌توانند ازاین‌دست مصنوعی استفاده کنند.

بهره‌گیری از به‌روزترین فنّاوری جهان، در ساخت دست مصنوعی

مهلا دلیری، پژوهشگر مرکز تحقیقات ارتوپدی دانشگاه علوم پزشکی مشهد نیز با اشاره به تلاش‌های ۵ ساله گروه‌های تحقیقاتی در دانشگاه علوم پزشکی مشهد و دانشگاه فردوسی مشهد گفت: همکاری‌های میان‌رشته‌ای که بین گروه‌های تحقیقاتی دانشگاه علوم پزشکی و مهندسین دانشگاه فردوسی شکل گرفت منجر به این فنّاوری مطرح در سطح جهان شد که مایه خرسندی و افتخار است.

وی ادامه داد: اقدامی که ما در بخش پزشکی این طرح تحقیقاتی انجام دادیم، مطالعه بر روی بیومکانیک اندام فوقانی و عضلات و مفاصل بود که بتوانیم روش جراحی اختصاصی برای کاشت حس‌گرها را ایجاد کنیم و حتی در طی این پروسه، جهت ابزار مخصوص کاشت حس‌گرها نیز ثبت اختراع داشتیم.

دلیری خاطرنشان کرد: در حال حاضر در سطح جهان دانشگاه MIT آمریکا از فنّاوری به‌کاررفته در دست مصنوعی استفاده می‌کنند و فاز حیوانی کار برای اندام فوقانی انجام می‌شود و با توجه به اینکه اندام فوقانی ظریف‌تر و پروسه کار تحقیقاتی آن پیچیده‌تر است، به‌نوعی می‌توان گفت که ما کار سخت‌تری را برای ساخت دست مصنوعی پیش رو داشتیم که خوشبختانه با همکاری خوب حوزه مهندسین و پزشکی توانستیم آن را به سرانجام برسانیم.