اخبار تکنولوژی, اخبار علمی
لباس بیرونی رباتیک نرم، راه رفتن را برای افراد مبتلا به بیماری پارکینسون بهبود می‌بخشد
تحقیقات نوآورانه یک لباس رباتیک نرم ایجاد کرده است که به طور قابل توجهی دوره‌های یخ زدگی را در بیماران مبتلا به پارکینسون کاهش می‌دهد و رویکرد جدید و امیدوارکننده‌ای برای درمان و درک این بیماری ارائه می‌دهد.
لباس بیرونی رباتیک، “یخ زدگی” راه رفتن را که یک علامت رایج و بسیار ناتوان کننده بود، از بین برد.
“یخ زدگی” یکی از شایع‌ترین و ناتوان کننده‌ترین علائم بیماری پارکینسون است. یک اختلال عصبی که بیش از 9 میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می‌دهد. هنگامی که افراد مبتلا به بیماری پارکینسون یخ می‌زنند، به طور ناگهانی توانایی حرکت پاهای خود را از دست می‌دهند و اغلب در وسط گام و در نتیجه یک سری مراحل لکنت استاکاتو ایجاد می‌شود که تا زمانی که فرد کاملاً متوقف شود، کوتاه‌تر می‌شود. این اپیزودها یکی از بزرگترین عوامل سقوط در میان افرادی است که مبتلا به بیماری پارکینسون هستند.
درمان های فعلی و پیشرفت‌های تحقیقاتی جدید
امروزه، سفت شدن یه یخ زدگی با طیف وسیعی از درمان‌های دارویی، جراحی یا رفتاری درمان می‌شود که هیچ‌کدام به‌ویژه مؤثر نیستند.
اگر راهی برای متوقف کردن یخ زدگی به طور کلی وجود داشت چه؟
محققان دانشکده مهندسی و علوم کاربردی هاروارد جان آ. پالسون (SEAS) و کالج علوم بهداشت و توانبخشی سارجنت دانشگاه بوستون از یک ربات نرم و پوشیدنی برای کمک به فرد مبتلا به پارکینسون استفاده کرده‌اند تا بدون یخ زدن راه برود. لباس رباتیک که در اطراف باسن و ران‌ها پوشیده می‌شود، فشار ملایمی را به باسن وارد می‌کند که ساق پا می‌چرخد و به بیمار کمک می‌کند گام بلندتری داشته باشد.
این دستگاه یخ زدگی شرکت‌کنندگان را در حین راه رفتن در داخل خانه کاملاً از بین می‌برد و به آن‌ها اجازه می‌داد بدون کمک لباس سریع‌تر و بیشتر از حد ممکن راه بروند.
لباس رباتیک (بالا) که در اطراف باسن و ران‌ها پوشیده می‌شود، فشار ملایمی به باسن می‌دهد که ساق پا می‌چرخد و به بیمار کمک می‌کند گام بلندتری داشته باشد.
یافته‌های مطالعه و تجربیات شرکت کنندگان
کانر والش، استاد مهندسی و علوم کاربردی Paul A. Maeder در SEAS و نویسنده این مقاله گفت: «ما دریافتیم که فقط مقدار کمی کمک مکانیکی از لباس‌های نرم روباتیک ما اثرات آنی ایجاد می‌کند و به طور مداوم راه رفتن را در طیف وسیعی از شرایط برای فرد مورد مطالعه بهبود می‌بخشد.»
این تحقیق پتانسیل رباتیک نرم را برای درمان این علامت ناامیدکننده و بالقوه خطرناک بیماری پارکینسون نشان می‌دهد و می‌تواند به افرادی که با این بیماری زندگی می‌کنند اجازه دهد تا نه تنها تحرک خود، بلکه استقلال خود را بازیابند.
محققان SEAS و کالج سارجنت علوم بهداشت و توانبخشی BU از یک ربات نرم و پوشیدنی برای کمک به فرد مبتلا به پارکینسون استفاده کردند تا بدون یخ زدن راه برود. لباس رباتیک که در اطراف باسن و ران ها پوشیده می شود، فشار ملایمی را به باسن وارد می‌کند که ساق پا می‌چرخد و به بیمار کمک می‌کند گام بلندتری داشته باشد. این تحقیق پتانسیل رباتیک نرم را برای درمان یک علامت بالقوه خطرناک بیماری پارکینسون نشان می‌دهد و می‌تواند به افراد مبتلا به این بیماری اجازه دهد تا تحرک و استقلال خود را بازیابند.
پیشینه تحقیق و همکاری
برای بیش از یک دهه، آزمایشگاه بیودیزاین والش در SEAS، فناوری‌های روباتیک کمکی و توانبخشی را برای بهبود تحرک برای افراد پس از سکته مغزی و کسانی که مبتلا به ALS یا سایر بیماری‌هایی هستند که بر تحرک تأثیر می‌گذارند، توسعه داده است. برخی از آن فناوری، به‌ویژه یک لباس بیرونی برای آموزش مجدد راه رفتن پس از سکته مغزی، از موسسه Wyss برای مهندسی الهام‌گرفته از بیولوژیک پشتیبانی دریافت کرد و توسط ReWalk Robotics مجوز و تجاری‌سازی شد.
در سال 2022، SEAS و کالج سارجنت کمک هزینه‌ای از همکاری فناوری ماساچوست برای حمایت از توسعه و ترجمه نسل بعدی روباتیک و فناوری‌های پوشیدنی دریافت کردند. این تحقیق در آزمایشگاه Move متمرکز است، که ماموریت آن پشتیبانی از پیشرفت‌ها در بهبود عملکرد انسانی با فضای مشارکتی، بودجه، زیرساخت تحقیق و توسعه و تجربه لازم برای تبدیل تحقیقات امیدوارکننده به فناوری‌های بالغ است که می‌توانند از طریق همکاری با شرکای صنعتی ترجمه شوند.
این تحقیق از آن مشارکت پدید آمد.
والش که تیمش از نزدیک با تری الیس، پروفسور، رئیس و مدیر مرکز توانبخشی عصبی در دانشگاه بوستون همکاری می‌کرد، گفت: «استفاده از روبات‌های پوشیدنی نرم برای جلوگیری از یخ زدن راه رفتن در بیماران مبتلا به پارکینسون نیازمند همکاری بین مهندسان، دانشمندان توانبخشی، درمانگران فیزیکی، بیومکانیست ها و طراحان پوشاک است.»
مطالعه موردی و تأثیر فناوری
این تیم شش ماه با یک مرد 73 ساله مبتلا به بیماری پارکینسون کار کردند که – علیرغم استفاده از درمان‌های جراحی و دارویی – بیش از 10 بار در روز دوره‌های انجماد قابل توجه و ناتوان را تحمل می‌کرد و باعث زمین خوردن مکرر او می‌شد. این اپیزودها او را از قدم زدن در اطراف جامعه خود باز می‌داشت و او را مجبور می‌کرد برای رفت و آمد در بیرون به یک اسکوتر تکیه کند.
در تحقیقات قبلی، والش و تیمش از بهینه‌سازی انسان در حلقه استفاده کردند تا نشان دهند که یک دستگاه نرم و پوشیدنی می‌تواند برای افزایش خمیدگی مفصل ران و کمک به حرکت دادن پا به جلو برای ارائه رویکردی کارآمد برای کاهش مصرف انرژی در حین راه رفتن در افراد سالم استفاده شود.
این دستگاه پوشیدنی از محرک‌های کابلی و حسگرهایی استفاده می‌کند که در اطراف کمر و ران‌ها قرار دارند. با استفاده از داده‌های حرکتی جمع‌آوری‌شده توسط حسگرها، الگوریتم‌ها فاز راه رفتن را تخمین می‌زنند و نیروهای کمکی را همزمان با حرکت عضلات تولید می‌کنند.
اثر آن آنی بود و بدون هیچ آموزش خاصی، بیمار می‌توانست بدون یخ زدن در داخل خانه راه برود و فقط گاهی اوقات در فضای باز اتفاق می‌افتد و او همچنین می‌توانست بدون یخ زدن راه برود و حرف بزند، چیزی نادر که بدون استفاده از دستگاه ممکن نبود.
جینسو کیم، دانشجوی سابق دکترا در SEAS و یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه گفت: «تیم ما از دیدن تاثیر این فناوری بر راه رفتن شرکت‌کنندگان واقعا هیجان‌زده بود.»
در طول بازدیدهای مطالعاتی، شرکت‌کننده به محققان گفت: «لباس به من کمک می‌کند گام‌های بلندتری بردارم و وقتی فعال نیست، متوجه می‌شوم که پاهایم را خیلی بیشتر می‌کشم. این دستگاه واقعاً به من کمک کرده است و من احساس می‌کنم این فناوری یک گام مثبت به جلو است و می‌تواند به من کمک کند طولانی تر راه بروم و کیفیت زندگی خود را حفظ کنم.»
والش گفت: «شرکت کنندگان در مطالعه ما که داوطلبانه وقت خود را می‌گذرانند، شرکای واقعی هستند. از آنجایی که تحرک دشوار است، حتی ورود به آزمایشگاه برای این فرد یک چالش واقعی بود، اما ما از دیدگاه و بازخورد او بسیار سود بردیم. این دستگاه همچنین می‌تواند برای درک بهتر مکانیسم های انجماد راه رفتن مورد استفاده قرار گیرد، که درک ضعیفی از آن وجود دارد.»
الیس نیز گفت: «از آنجایی که ما واقعاً انجماد را به درستی نمی‌شاسیم، واقعاً نمی‌دانیم که چرا این رویکرد به خوبی کار می‌کند. اما این کار مزایای بالقوه راه حل “پایین به بالا” به جای “بالا به پایین” را برای درمان یخ زدگی راه رفتن نشان می‌دهد. ما می‌بینیم که بازیابی بیومکانیک تقریباً طبیعی، دینامیک محیطی راه رفتن را تغییر می‌دهد و ممکن است بر پردازش مرکزی کنترل راه رفتن تأثیر بگذارد.»
همچنین بخوانید:
- آیا از تزریق میترسید؟ نوعی ربات پوشیدنی در این فرایند به شما کمک می‌کند!
- اولین جرّاحی لاپاروسکوپی بدون کمک انسان، توسط یک ربات انجام می‌شود.
- رویاهای بد می تواند نشانه اولیه پارکینسون باشد
- بیماری پارکینسون
مترجم: حنانه بریمانی
