دست مصنوعی مکانیکی :نحوه عملکرد سنسورهای پروتز دست مکانیکی

تاریخ ۲۵ آبان ۱۴۰۲

در طول ۳۰ سال گذشته، پیشرفت‌های چشمگیری در زمینه طراحی پروتز دست مصنوعی صورت گرفته است. با این حال، تحقیقات نشان می‌دهد که ۳۰ تا ۵۰ درصد از افرادی که دچار قطع عضو از ناحیه دست هستند، از پروتز استفاده نمی‌کنند. این موضوع نشان می‌دهد که پروتزهای فعلی همچنان با محدودیت‌هایی مواجه هستند که باید بهبود یابند. بنابراین، ضروری است که پروتز دست مصنوعی به گونه‌ای طراحی شود که از نظر ظاهری زیبا و قابلیت کنترل و برداشتن اشیا شبیه به دست واقعی باشد. این امر امکان انجام فعالیت‌های مختلف از جمله اکتشاف و انجام فعالیت‌های جسمانی را فراهم خواهد کرد. با ادامه تحقیقات و پیشرفت‌های فناوری، امیدواریم که پروتزهای دست مصنوعی بتوانند به طور کامل واقعیت را شبیه سازی کرده و به مردم کمک کنند تا عملکرد دست خود را بازیابی کنند.

 دست مکانیکی مصنوعی 

---

 دست مکانیکی مصنوعی دستگاهی است که از حرکات بازوی انسان تقلید می‌‌کند. بازوهای مکانیکی از ساختارهای مختلفی ساخته شده است که به هم متصل هستند. یک انتهای آن به یک پایه محکم متصل شده است حال آن که در انتهای دیگر آن یک ابزار وجود دارد. می‌توان این نوع دست مصنوعی را یا به طور مستقیم و یا از فاصله دور کنترل کرد. به بازوی مکانیکی که توسط کامپیوتر کنترل می‌‌شود بازوی رباتیکی می‌گویند. بازوی رباتیکی یکی از چندین بازوی مکانیکی مختلف موجود در جهان است. بازوهای مکانیکی می‌تواند ساختار ساده یا بسیار پیچیده داشته باشند. به عبارت دیگر در صورتی که یک مکانیسم بتواند مانند دست انسان اشیا را نگه دارد آنها را حمل می‌کند تحت عنوان بازوی مصنوعی دسته بندی خواهد شد. پیشرفت‌های به دست آمده در این عرصه مسیر را برای موفقیت‌های آینده در زمینه انواع پروتز و به صورت کلی بازوی مکانیکی میسر کرده است. هنگامی ‌که مهندس مکانیک به ساخت بازوهای مکانیکی و پیچیده می‌پردازد هدف از این کار این است که بازویی طراحی کند با قابلیت‌هایی که دست انسان نمی‌تواند به طور کامل انجام دهد.

 

 انواع پروتز دست مصنوعی 

---

هر سال حدود ۱۰ هزار مورد جدید از قطع عضو ناحیه دست به علت تروما و عمل جراحی که شایع‌ترین علل قطع عضو هستند، گزارش می‌شود. اگرچه در تعداد زیادی از افراد قطع عضو از ناحیه دست شایع است، فقط نیمی از افرادی که دچار قطع عضو هستند، از برخی از انواع پروتز مصنوعی استفاده می‌کنند. همچنین استفاده از پروتز دست مصنوعی از طریق هدف از کاربرد آن در زندگی روزمره مشخص می‌شود. علاوه بر اینکه پروتز دست مصنوعی از لحاظ زیبایی ظاهری اهمیت دارد، می‌تواند به فرد برای انجام فعالیت‌های روزمره، فعالیت‌های ورزشی و امور شخصی خود کمک کند. هر یک از افراد نیازهای خاص خود را برای انجام امور روزمره زندگی دارند و به همین دلیل مدیریت پروتز دست در افراد مختلف متفاوت است. پیشرفت‌ها و نوآوری‌های تکنولوژیکی در عرصه طراحی پروتز اندام فوقانی این امید را می‌دهد که علم پزشکی شاهد پیشرفت‌های مهم در زمینه استفاده از پروتز اندام فوقانی باشد. با ظهور فناوری کامپیوتری، استفاده از پروتز دست مصنوعی به لحاظ زیبایی و قابلیت‌های عملکردی افزایش زیادی یافته است.

 می‌توان انواع پروتز دست را به صورت زیر دسته بندی کرد: 

 پروتزهایی که با قدرت بدن کار می‌کنند 

این نوع پروتز دست با استفاده از سیستم کابلی عمل می‌کند. انجام حرکات خاص بدن می‌تواند به کنترل این سیستم کمک کند. ساختار این نوع پروتز، که با استفاده از انرژی بدن عمل می‌کند، باعث افزایش ماندگاری آن می‌شود. علاوه بر این، از نظر وزن نیز این نوع پروتز معمولاً سبک‌تر از پروتزهای مایوالکتریک است. پروتزهای دست قدیمی و ارزانتر نسبت به مدل‌های پیشرفته و جدید، کمتر نیاز به مراقبت و نگهداری دارند.

 پروتزهای مایو الکتریک 

این نوع پروتزها بدون نیاز به سیستم کابلی عمل می‌کنند. به جای آن، این دستگاه‌ها از یک موتور الکتریکی که با استفاده از باتری کار می‌کند، کنترل می‌شوند. سنسورهای موجود در سوکت این پروتزها، سیگنالهای الکتریکی را که از پوست بدست می‌آیند، دریافت می‌کنند. سپس این سیگنال‌ها به یک پردازشگر ارسال می‌شوند که مسئول کنترل عملکرد موتور است. برای به‌دست آوردن نتایج بهتر و مثبت از این نوع پروتز، بیمار نیاز به آموزش جامع دارد.

 

 پروتزهای زیبایی و عملکرد منفعل دست 

 این نوع پروتزها به عنوان یک ابزار منفعل زیبایی در نظر گرفته می‌شوند زیرا بر اساس ظاهر عضو قطع شده دست ساخته شده است و به عنوان یک جایگزین مناسب برای آن در نظر گرفته می‌‌شود که می‌‌تواند به شما برای انجام برخی کارهای ساده از قبیل حمل کردن اشیا و مواردی از این قبیل کمک کند. این نوع پروتز از لحاظ زیبایی بسیار سودمند است و سبک می‌باشد و نیاز به مراقبت و نگهداری چندانی ندارد.

 

 پروتزهای هیبریدی دست 

 پروتزهای هیبریدی دست ترکیبی از قابلیت‌های پروتزهای مصنوعی و مایو الکتریک هستند و بهترین انتخاب برای افراد محسوب می‌‌شوند که دچار قطع عضو از بالای بازو هستند و این نوع پروتز به آنها برای به دست آوردن عملکرد دست و آرنج کمک می‌کند. سیستم کابلی و سیستم انرژی خارجی به کنترل این نوع پروتز می‌پردازد.

 

 پروتزهای سازگار پذیر و مخصوص فعالیت جسمانی 

 پروتزهای سازگار پذیر و مخصوص فعالیت جسمانی به پروتزهایی گفته می‌‌شود که بر اساس نوع فعالیت جسمانی و عملکردی فرد طراحی می‌‌شوند و برای انجام دادن فعالیت‌های تفریحی از قبیل نواختن وسایل موسیقی و برخی فعالیت‌های ورزشی از قبیل ماهیگیری، گلف و اسکی، شنا و مواردی از این قبیل شما به پروتزی نیاز دارید که بتواند پاسخگوی نیازهای خاص شما باشد.

 

 فرق پروتز و دست مکانیکی 

---

شاید تصور کنید که پروتز دست مصنوعی شبیه یک بازوی مکانیکی نیست اما آنها شبیه هم هستند و از سیستم کابل و سیم استفاده می‌کنند تا شما امکان انجام فعالیت روزمره خود را داشته باشید. محققان بازوهایی را طراحی کردند که شبیه ساختار بازوی انسان است و اگر چه این بازو شبیه یک بازوی فلزی به نظر می‌رسد می‌تواند مانند دست و بازوی طبیعی حرکت کند. این بازو می‌تواند به شما برای برداشتن اشیا کمک کند و دارای صد عدد سنسور است که به مغز انسان متصل می‌شوند. این سنسورها به شما کمک می‌کند تا پروتز خود را همانند یک بخش طبیعی از بدن خود حرکت دهید. افرادی که از این نوع پروتز جدید استفاده می‌کنند می‌گویند که می‌تواند ساختار و بافت آن را احساس کنند.

 

 بازوهای معمولی 

---

این نوع پروتزها به شما کمک می‌کنند تا فعالیت‌های روزمره خود را انجام دهید. از انواع مختلفی از بازوهای مکانیکی استفاده می‌شود تا شما قادر باشید وظایف روزانه معمولی مانند برداشتن اشیا را انجام دهید. این پروتزها دارای یک سیستم ساده متشکل از سه مفصل هستند که به شما در برداشتن اشیا کمک می‌کنند. همچنین، استفاده از این نوع بازو به نظر می‌رسد برای انجام برخی وظایف ساده مانند استفاده از موچین مناسب است. میلیون‌ها نفر از این وسیله ساده در طول روز استفاده می‌کنند و این واقعیت به لطف طراحی ساده و مهندسی خاص آن ممکن می‌شود.

 

 بازوی مکانیکی مجهز به سنسور 

---

بازوهای مکانیکی استفاده شده برای ساخت پروتزها از تعدادی سنسور استفاده می‌کنند که به کمک یک قطعه‌ای که به نخاع فرد متصل شده، به او کمک می‌کنند تا بازو را تکان دهد. به دلیل حساسیت بالای این نوع سنسورها نسبت به لمس اشیا، فردی که از این نوع پروتز استفاده می‌کند، می‌تواند اشیایی که به آنها دست می‌زند را احساس کند. این ویژگی به او اجازه می‌دهد تا حتی ارتعاشات ضعیف را نیز احساس کند، که ممکن است هم خطرناک و هم مفید باشد. از نظر خطرناک بودن، این موضوع ممکن است باعث درد شدید فرد به علت وارد شدن فشار به پروتز شود. بازوهای مکانیکی به شکلی شبیه به بازوی معمولی انسان به نظر می‌رسند و از یک اسپری مخصوص برای پوشش پروتز استفاده می‌شود که باعث می‌شود آن به نظر طبیعی برسد. دانشمندان حتی در حال طراحی پوست مصنوعی از نوع دستکش هستند تا ظاهر پروتز را به ظاهر دست طبیعی انسان نزدیک کنند. این موضوع باعث می‌شود که فردی که از پروتز استفاده می‌کند، کمتر متوجه شود که از یک بازوی رباتیک استفاده می‌کند.