دست مصنوعی

این بازوی پروتز تقریباً می تواند مانند چیزی واقعی حرکت کند و احساس کند

یک اندام پروتز مدولار یک زن را به همان اندازه که در تاریخ قطع عضو وجود داشته است ، در نزدیکی بازوی طبیعی قرار می دهد.

برای دیدن ویدئو کلیک کنید

صبح روز شنبه ژوئیه گذشته ، ملیسا لوومیس زودتر از خواب بیدار شد تا سگهایش را بیرون بگذارد. ، او ایستاده بود ، و تلفن خود را حرکت می کرد ، هنگامی که او صدای مهیب وحشتناکی را شنید ، از طریق تلفنش پیمایش کرد. دو سگ او گوشه راکون در بالای حصار قرار گرفته بودند.وقتی آنها آن را از دم گرفتند و آن را از عمق آن بیرون کشیدند ، لومیس مداخله کرد ، راکون را در دست گرفت و آنرا روی حصار انداخت. در غوغا او چند خراش و نیش را روی بازوی راست خود گرفت.

تا این زمان ، شوهرش صدای هیجان را شنیده و به بیرون آمده است. لومیس گفت: “من در آنجا ایستاده بودم که خون هر دو بازوی من را فرو کرد.” “من گفتم که با یک راکون مشاجره کردم. من ظاهرا کاملاً در شوک بودم. گفتم:” آیا مردم این روزها عکس های هاری می گیرند؟ ”

وی برای دور شلیک به بیمارستان رفت و با استفاده از آنتی بیوتیک راهی وی شد. به نظر نمی رسید که یک معامله بزرگ باشد. وی به کار در جامعه بازنشستگی بازگشت و از آنجا که از دبیرستان شاغل است ، از بیش از ۲۰ سال پیش ، ابتدا به عنوان پیشخدمت ، و اکنون به عنوان مدیر غذا است.

اما چند روز بعد ، درد در بازو فقط افزایش یافته بود. تورم و گرم شد. او به یک محل مراقبت از استات محلی و سپس ER رفت. آنتی بیوتیک های بیشتر ، هیچ نتیجه ای ندارد. بعد از یک هفته دیگر ، یک جراح بازوی خود را باز کرد تا عفونت را تخلیه کند ، و مشخص بود که چیزی درست نیست. همانطور که لومیس توضیح داد ، این عفونت مانند “پودینگ تاپیوکوا” از بین می رود. او بلافاصله در بیمارستان بستری شد.

بنابراین ۲۹ شب کابوس شروع شد که طی آن ۱۰ عمل جراحی انجام شد ، سپتیک رفت ، تقریباً هنگامی که کلیه و کبد شروع به خاموش کرد ، درگذشت و در نهایت بازوی او دقیقاً بالای آرنج قطع شد. این قسمت آخر برای هیچ کس پیش بینی نشده بود ، خصوصاً دکتر آجی ای ست ، جراح ارتوپدی که پرونده وی را به عهده گرفت و هر یک از این عملیات ها را انجام داد.

دکتر ست گفت: “هر عمل جراحی سعی در نجات بازوی او بود.” “قطع عضو بازوی ۴۳ ساله کاری نیست که شما بخواهید انجام دهید. و من هرگز مجبور نبودم این کار را برای عفونت انجام دهم. این چیزی است که من همیشه توانسته ام صدها بار از شر آن خلاص شوم.”

اما پس از آنکه در گوشت آلوده کنده شد ، تا زمانی که تقریباً هیچ چیز باقی نماند ، هیچ جایگزینی برای قطع عضو وجود ندارد. دکتر ست با گفتن روزی که وی برای شکستن این خبر گفت: “من واقعاً نمی خواستم با او ارتباط برقرار کنم.” گفت: “یادم می آید که چرخانده ام و تقریباً در اشک ریختم. گفتم که سعی کردم بازوی خود را نجات دهم اما نتوانستم این کار را انجام دهم.

قطع عضو در حقیقت زندگی لوومیس را نجات داد. اما اکنون زندگی کاملاً متفاوت بود. کارهای روزمره مانند آشپزی شام دیگر نمی تواند به تنهایی انجام شود. دوش گرفتن دو برابر بیشتر طول می کشد. گره زدن کفش و دکمه های چسبان ، چیزهایی که خیلی به آن فکر نمی کنید ، اکنون بسیار ناامیدکننده بودند. او عادت داشت هر آخر هفته در پوند سگ داوطلب شود. حالا او به فیزیوتراپی می رود تا یاد بگیرد که چگونه با شرایط جدید خود سازگار شود.

لوومیس گفت: “در مغز من هنوز دست دارم.” “من می توانم آن را حس کنم. من می توانم آن را جابجا کنم. این یک نوع سورئال است ، زیرا من می روم تا کلیدهای اتومبیلم را بگیرم و بروم ،” اوه گله. ” از یک جنبه ، هیچ فرقی نمی کند. در یک جنبه دیگر ، همه چیز متفاوت است. ”

این دلخوری ها با درد شدید و بی امان در اندام فانتوم او همراه بود. همانطور که او آن را توصیف می کند ، دستش احساس می کند که در نزدیکی آرنج ، بدون ساعد ، در حال پرواز است. وی گفت: “این احساس می کند که دست من در مشت است ، و من به هیچ وجه نمی توانم آن را باز کنم.” “این در یک معاون تبه کار خرد شد.”

این قطع عضو به شدت روی دکتر سیت وزن داشت. در ماه های بعد از عمل ، او کاملاً به لومیس و خانواده اش نزدیک شد. گرچه بازوی او نتوانست نجات یابد ، او عهد کرد كه هر كاری را انجام دهد تا عادی ترین زندگی خود را به دست آورد.

پاییز گذشته ، چند هفته پس از قطع عضو ، وی در یک کنفرانس پزشکی در سیاتل شرکت کرد. در آنجا او یک ارائه جراحی جدید به نام Targeted Sensor Reinnervation (TSR) دید. پیش از این توسط دکتر ژاکلین هبرت از دانشگاه آلبرتا ، TSR فقط در کانادا و ایتالیا چند بار مورد محاکمه قرار گرفته است ، اما هرگز یک بار در ایالات متحده آمریکا نبوده ، اما نتایج امیدوار کننده بوده است.

این مبتنی بر یک عمل جراحی مشابه به نام Targeted Muscle Reinnervation (TMR) است که صدها بار در سراسر جهان انجام شده است. TMR مانند این عمل می کند: پس از قطع عضو ، اعصابی که کنترل یک دست را کنترل می کنند ، به سیگنال های آتش به سمت اندام غایب ادامه می دهند. این منبع درد فانتوم است. با اتصال مجدد آن انتهای عصب به عضله دیگر – مثلاً عضله ی عضله یا ناحیه سوراخ – آن سیگنال ها جایی برای رفتن دارند و یک مدار کامل را انجام می دهند که درد را تسکین می دهد.

بنابراین وقتی شخصی به انگشت شست و انگشت اشاره خود فکر می کند ، آن سیگنال های عصبی اکنون به هر مکانی که اعصاب دوباره جابجا شده اند ، سفر می کنند. این سیگنال های عصبی را می توان با الکترودهای متصل به پوست تشخیص داد و سپس توسط نرم افزار نقشه برداری و الگوبرداری کرد. همچنین می توان آنها را به صورت بی سیم به یکی از بازوهای پروتز مکانیکی در حال توسعه که در حال توسعه است منتقل کرد و به کاربر این امکان را می دهد تا با ذهن خود یک اندام بیونیک کار کند.

TSR در اصل همان ایده است ، اما این دو عصب خاص را که حس لامسه را منتقل می کنند ، جدا می کند. در حالت ایده آل ، هر دو عمل جراحی همزمان انجام می شود. از نظر تئوریکی ، کاربر نه تنها از طریق سیستم عصبی می تواند سیگنال هایی را به بازوی پروتز ارسال کند ، بلکه حسگرهای موجود در آن بازوی بیونیک می توانند اطلاعات لمسی را به مغز ارسال کنند ، بنابراین حلقه را کامل می کنند. این یک تعویض بازی است.

دکتر ست تصمیم گرفت که می خواست هر دو عمل جراحی را انجام دهد. لوومی رضایت داد. “حتما چرا که نه؟” او گفت. “من قبلاً ۱۰ عمل جراحی انجام داده ام – چه چیز دیگری؟”

دکتر ست به دکتر هبرت رسید که وی را با یک جراح که عمل را انجام داده بود در تماس قرار داد و توانست او را از طریق آن طی کند. در ۱۰ دسامبر ، لومیس زیر چاقو رفت. عمل جراحی ۱۶ ساعت به طول انجامید. همانطور که دکتر ست آن را توضیح می دهد ، عصبی مانند یک قطعه شیرین بیان است که در آن رشته های زیادی به هم وصل می شوند. او نه تنها مجبور شد اعصاب حرکتی را پیدا و دوباره مسیر دهد ، بلکه باید دو عصب حسی خاص و ریز را نیز اذیت کرد. این یک روند بسیار خسته کننده و ظریف است.

و کار کرد وقتی او بیدار شد ، لومیس گزارش داد که ، برای اولین بار از آن زمان که راکون او را گاز گرفته است ، هیچ درد ندارد. وی گفت: “و من از آن زمان تاکنون چنین چیزی نداشته ام.” مشت فانتوم او یک بار احساس می کرد که در یک معاون تکه تکه شده است ، اما “اکنون من این آزادی را دارم که دست خود را باز کنم. این فقط دنیای اختلاف را ایجاد کرده است.”

آزادی از درد مطمئناً پیروزی در خود است. اما موارد بیشتری وجود دارد. اگر دوتای داخلی لوومیس را لمس کنید ، جایی که اعصاب دست در حال حاضر به آن وصل شده اند ، او این احساس را در “دست” خود احساس می کند. نه تنها این ، او آن را در انگشتان خاص احساس می کند. هنگامی که یخ در همان نقطه اعمال می شود ، “دست” او سرما را ثبت می کند.

اگر با بازوی بیونیک – که پیشرفته ترین آنها از سنسورهایی تشکیل شده است که اطلاعات لمسی را ثبت می کنند – جفت می شود ، از نظر تئوری می توانست نه تنها با ذهن خود مانور دهد: او می تواند از طریق آن نیز احساس کند.

درست بعد از قطع عضو ، دکتر ست قول Loomis داد که او را “در نزدیکی یک بازوی معمولی همانطور که در تاریخ قطع عضو وجود داشته است” بدست آورد. آنها در سمپوزیوم پروتز ، دقیقاً چنین بازوی در شیکاگو را دیدند. در آنجا آنها از یک آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانس هاپکینز (APL) به یک مهندس معرفی شدند. او در آنجا بود تا ثمره بیش از ۱۰ سال زایمان و ۱۰۰ میلیون دلار را به نمایش بگذارد: The Modular Prothhetic Limb. هرچند این چیزی شبیه بازوی معمولی نیست. این احتمالاً پیشرفته ترین بازوی بیونیک جهان است.

دکتر ست گفت: “وقتی دیدم ، من هم هستم ، همین طور است.” “این بازوی مورد نیاز ماست.”

در سال ۲۰۰۶ ، دارپا با هدف طراحی پروتز بهتر برای جانبازان عضو آمریكتی كه از افغانستان و عراق باز می گشتند ، برنامه پروتز سازی را اصلاح كرد. APL مدتهاست که یک منبع فنی برای دولت بوده است. در حقیقت ، این آزمایشگاه با هدف توسعه فناوری ها برای کمک به تلاش متفقین در جنگ جهانی دوم ، بیش از ۷۵ سال پیش تأسیس شد و همچنان از بین وزارتخانه های دیگر از وزارت دفاع و ناسا بودجه قابل توجهی دریافت می کند.

مایک مک لوفلین ، مهندس ارشد تحقیقات و توسعه اکتشافی APL گفت: “دارپا نزد ما آمد و گفت که آنها برای دستیابی به این دیدگاه داشتن یک انسان ، از طریق رابط با مغز ، به کمک نیاز دارند.” . “در زمانی که مردم می گفتند این کار ۲۰ ، ۳۰ سال طول می کشد ، آنها گفتند که ما می خواهیم این کار را در شش انجام دهیم.”

این یک اقدام هولناک است. تا همین اواخر ، گزینه های پروتزهای اندام فوقانی کاملاً ناخوشایند بود ، در واقع قلاب و چسبان که باز و بسته می شود – طرحی که به دنبال جنگ داخلی است. تقریبا هیچ یک از فناوری هایی که در نهایت MPL را تشکیل می دهند از قبل موجود نبودند.

اما تعداد کمی از آزمایشگاه ها برای مقابله با چنین چالشی مجهز هستند. تحت چتر APL ، بیش از ۵۰۰۰ متخصص در زمینه های مختلفی مشغول به کار هستند که در هر تعداد پروژه وحشی کار می کنند ، از سفرهای فضایی گرفته تا بیوتکنولوژی تا هواپیماهای بدون سرنشین “swarming”. طبقه اصلی محوطه دانشگاه مونت پلیر ، که مادربرد در ماه مه از آن بازدید کرد ، به نظر می رسد فضای داخلی یک کودک زودرس است: میزهای کاری که دارای رنده ها ، مدارها و کنترلرهای Xbox پخش می شوند. ماشین های شبیه Battlebot در چرخ های مسیر قطار که یکی از آنها Robo Sally نام آن است – همچنین دارای دو MPL بود که می توانست با مهارت های عجیب و غریب مانور و حرکت کند. اگر تأثیر این آزمایشگاه ، به دلیل دلپذیری و اشتیاق مهندسان آن نباشد ، کل آزمایشگاه می تواند خطرناک باشد. آنها آینده را می سازند. واضح است که آنها از شغل خود لذت می برند.

طراحی یک بازوی بیونیک با هم پیوند عصبی ، مستلزم ابتکار و نبوغ و دانش چگونگی جمع آوری آنها است. مک لوفلین می گوید: “هنگامی که به چیزی شبیه به [MPL] نگاه می کنید: این مهندسی مکانیک است ، مهندسی الکترونیک است ، سیستم های نرم افزاری ، مواد است ، علوم عصبی است ، بیوتکنولوژی است.” “اگر شما هر یک از آنها را دور کنید ، موفقیت آمیز نبود.”

در حال حاضر ۱۰ نمونه اولیه MPL وجود دارد. هرکدام برای تولید حدود ۴۰۰۰۰۰ دلار هزینه دارد. مهمترين مشكل آنها در رساندن آن به بازار مصرف ، ارزان كردن آن است. همانطور که می گوید ، MPL هنوز FDA تأیید نشده است ، فقط در آزمایشگاه های تحقیقاتی موجود است. اما در حالی که سایر پروتزهای جدید – مانند DEKA ، که توسط دارپا نیز تأمین می شود – طراحی شده اند تا هرچه سریعتر به بازار بیایند ، قصد APL متفاوت بود. آنها فقط در تلاش نبودند پروتز بهتری بسازند. آنها در تلاش بودند تا پیشرفته ترین بازوی بیونیک را ممکن کنند.

به این ترتیب ، MPL با ویژگی هایی ساخته شده است – مانند ۱۰۰ سنسور اندازه گیری چیزهایی مانند فشار و دما – که مهندسان APL امیدوار بودند روزی برای یک آمپوتیت مفید باشند ، هنگامی که دارو گرفتار شود. بنابراین وقتی در آن سمپوزیوم در شیکاگو با Loomis و دکتر Seth آشنا شدند و از عمل جراحی TSR شنیدند ، آنها مورد تعجب و هیجان قرار گرفتند. یكی از مشكلات بازوی بیونیك تاكنون این است كه اگر فقط اطلاعات را به یك راه ارسال می كنید – از اعصاب به اندام – نمی توانید آن را به طور كامل كنترل كنید. به عنوان مثال ، اگر یک قوطی نوشابه بگیرید ، آن را خرد می کنید ، زیرا نمی دانید چه موقع فشرده شدن را متوقف کنید. اگر در یک اتاق تاریک گیر کرده باشید ، نمی توانید راه بیرون رفتن را احساس کنید. شما به بازخورد نیاز دارید

دو طرف اطلاعات را رد و بدل کردند و سرانجام روزی توافق کردند که لومیس به APL بیاید و بازو را امتحان کند. از یک طریق ، لوومی یکی از مشارکت کنندگان مناسب در برنامه پروتئین سازی انقلابی است: او از یک خط طولانی از تفنگداران دریایی ، از جمله پدرش ، که وی را به بالتیمور همراهی می کند ، می آید. در طول سفر ، آنها همچنین ترتیب داده بودند تا والتر رید ، بیمارستان نظامی را ملاقات کنند. آنها می خواستند با سربازانی که اندام های گمشده دارند صحبت کنند ، همان افرادی که MPL برای کمک به آنها طراحی شده بود.

در APL ، دهها مهندس و تماشاگران کنجکاو جمع شدند تا ببینند MPL واقعاً چه توانایی دارد. لوومیس چهار پا از پیچیده ترین بازوی بیونیک جهان نشسته بود ، روی دسته خود الکترودهایی را پوشیده بود که جرقه های عصبی را از مغز او شلیک می کردند. همچنین بر روی دو سر او مجموعه دیگری از الکترودها به نام “تراکتور” قرار داشت که اطلاعات لمسی را از بازو به سیستم عصبی وی منتقل می کند.

پس از کالیبراسیون سیستم ، یکی از مهندسان از لوومیس خواست تا فکر کند که بازوی راست غایب او را بالا می برد. MPL زنده شد و به سمت بالا حرکت کرد. انگار لومیز انگشت خود را انگشت می زد.یک مشت ، یک علامت صلح ، انگشت شست به پا کرد. و وقتی از او خواسته شد که به توپ برسد و توپ را به خود بگیرد ، با چشمان بسته این کار را کرد. او یا آن را تا حد مرگ فشرده نکرد. نوک انگشت در دست “دست” ، یک شوخی ملایم که احساس لمس یک باتری را می کند ، به او بگویید که او آن را داشته است. یک شلوغ حیرت زده در اتاق پیشی گرفت.

دکتر ست در اواخر بعد از ظهر به مادربورد گفت: “من این رویا را در ۱۰ دسامبر داشتم و امروز به واقعیت پیوست.” “هیچ کس نمی تواند بگوید که شما نمی توانید دوباره دست یا بازوی خود را احساس کنید. ما این کار را کردیم. شما می توانید به همه جانبازان بگویید که ممکن است احساس کنید که چیزی از فلز است.”

لوومیس به طرز شگفت انگیزی بدون بحث بود. در حالی که همه از آنچه که مانند پیشرفت در علم پزشکی احساس می شد شگفت زده می شدند ، او کوچکترین لبخند را می پوشید. او بعدا گفت: “وقتی من می توانم از سگ حیوان خانگی بگیرم و احساس خز کنم ، ما به jackpot برخورد کردیم.” “من زن بیونیک خواهم شد. من قبلاً پمپ انسولین دارم و همسرم همیشه می گوید ،” شما سایبورگ هستید ، لوزالمعده روباتیک دارید. ” من قبلاً بخشی از ربات ها هستم. این فقط مرحله بعدی است. ”

ساخت دست مصنوعی

https://www.aparat.com/v/d2QZX

[تعداد: 0    میانگین: 0/5]