محققان MIT اختراع كردند؛ جراحی جدید امكان كنترل بهتر اندام های مصنوعی را فراهم می كند محققان دانشگاه MIT نوع جدیدی از جراحی قطع عضو را اختراع كرده اند كه می تواند به قطع عضوها كمك كند تا عضلات باقی مانده خود را بهتر كنترل كرده و مكان "اندام فانتوم" را در فضا درك كنند. به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از اصفهان به نقل از مدیكال اكسپرس، محققان دانشگاه MIT نوع جدیدی از جراحی قطع عضو را اختراع كرده اند كه می تواند به قطع عضوها كمك كند تا عضلات باقی مانده خود را بهتر كنترل كرده و مكان ""اندام فانتوم"" را در فضا درك كنند. محققان می گویند، این حس بازسازی تصوری باید به كنترل بهتر اندام های مصنوعی و همچنین كاهش درد اندام منجر شود.



در بیشتر اعضای قطع عضو، جفت های عضلانی كه مفاصل آسیب دیده را كنترل می كنند، مانند آرنج یا مچ پا، قطع می شوند. با این حال، تیم MIT دریافته است كه اتصال مجدد این جفت های عضلانی، به آنها امكان می دهد رابطه طبیعی فشار و كشش خود را حفظ كنند و بازخورد حسی بسیار بهتری را به افراد ارائه می دهد.

شریا سرینیواسان ، فوق دكترای MIT و نویسنده اصلی این تحقیق می گوید""هر دو مطالعه ما و مطالعات قبلی نشان می دهد كه هرچه بیماران بهتر بتوانند عضلات خود را به صورت پویا حركت دهند، كنترل بیشتری خواهند داشت. هرچه فرد بتواند عضلات مچ پا را كه به صورت مچ پا حركت می دهند، تحریك كند، در واقع بهتر می توانند از پروتزهایشان استفاده كنند ""

در مطالعه ای كه این هفته در مجموعه مقالات آكادمی ملی علوم منتشر خواهد شد، 15 بیمار كه این نوع جراحی جدید معروف به رابط مونورال آگونیست-آنتاگونیست (AMI) ، را دریافت كرده اند، می توانند عضلات خود را دقیق تر از بیماران با قطع عضوی سنتی كنترل كنند. بیماران AMI همچنین احساس آزادی حركت بیشتر و درد كمتری در اندام آسیب دیده خود داشتند.

وی می گوید: ""از طریق تكنیك های جراحی و احیا كننده كه حركات طبیعی عضلات آگونیست- آنتاگونیست را بازیابی می كند، مطالعه ما نشان می دهد افرادی كه قطع عضله AMI دارند، از یك حركت مفصل فانتوم بیشتر، سطح درد كاهش یافته و وفاداری بیشتر به دلیل كنترل پذیری اندام پروتز برخوردار هستند.""

بازیابی احساس

بیشتر ماهیچه هایی كه حركت اندام را كنترل می كنند، به صورت دوتایی رخ می دهند كه به طور متناوب كشیده و منقبض می شوند. یكی از نمونه های این جفت آگونیست - آنتاگونیست، عضلات دوسر و سه سر است. هنگامی كه آرنج خود را خم می كنید، عضله دوسر ران منقبض می شود و باعث كشیدگی عضله سه سر می شود و این كشش اطلاعات حسی را به مغز باز می گرداند.

در حین قطع عضو معمولا، این حركات عضلانی محدود می شود، این بازخورد حسی را قطع می كند و احساس قطع عضو پروتز خود را در مكان برای قطع عضو بسیار سخت می كند و یا نیروهای وارد شده به آن اندام را احساس نمی كند.

سرینیواسان، عضو سابق گروه بیومكترونیك كه اكنون در انستیتوی تحقیقات سرطان یكپارچه MIT كار می كند، می گوید: ""هنگامی كه یك عضله منقبض می شود، عضو دیگر فعالیت آنتاگونیستی ندارد، بنابراین مغز سیگنال های گیج كننده ای دریافت می كند."" وی افزود: حتی با استفاده از پروتزهای پیشرفته، افراد دائماً از نظر بصری پروتز را دنبال می كنند تا سعی كنند مغز خود را به جایی كه دستگاه در حال كالیبره است كالیبره كنند.



چند سال پیش، گروه بیومكترونیك MIT یك روش جدید قطع عضو را كه روابط بین این جفت عضلات را حفظ می كند، در مطالعات پیش بالینی اختراع و توسعه علمی داد. آنها به جای قطع عضلات، دو انتهای عضلات را به هم متصل می كنند به طوری كه هنوز در اندام باقیمانده با یكدیگر ارتباط پویا دارند. در مطالعه سال 2017 روی موش ها، آنها نشان دادند كه وقتی حیوانات یك عضله از این جفت را منقبض می كنند، عضله دیگر كشیده می شود و اطلاعات حسی را به مغز می فرستد.

از زمان این مطالعات بالینی، حدود 25 نفر تحت عمل جراحی AMI در بیمارستان بریگام و زنان قرار گرفته اند كه توسط كارتی انجام شده است، وی همچنین یك جراح پلاستیك در بیمارستان زنان و بریگام است. در مطالعه جدید PNAS، محققان دقت حركات عضلانی در مچ پا و مفاصل ساب تالار 15 بیمار را كه قطع AMI در زیر زانو انجام شده است اندازه گیری كردند. این بیماران دو دسته از عضلات را هنگام قطع عضو دوباره بهم متصل كردند: عضلات كنترل كننده مچ پا، و عضلات دیگری كه مفصل ساب تالار را كنترل می كنند، كه باعث می شود كف پا به سمت داخل یا خارج متمایل شود. این مطالعه این بیماران را با هفت نفری كه قطع عضو زیر زانو داشتند مقایسه كرد.



هر بیمار در حالی كه دراز كشیده بود و پاهای او را روی بالش كف قرار داده بود، ارزیابی شد و اجازه داد پاها به بالا كشیده شوند. بیماران در طول مطالعه از اندام مصنوعی استفاده نكردند. محققان از آنها خواسته اند مفاصل مچ پا خود را - هم مفصل سالم و هم ""فانتوم"" - با 25، 50، 75 یا 100 درصد دامنه حركتی كامل خود خم كنند. الكترودهای متصل به هر پا به محققان اجازه می دهد تا فعالیت عضلات خاص را اندازه گیری كنند، زیرا هر حركت به طور مكرر انجام می شود.

محققان سیگنال های الكتریكی حاصل از عضلات اندام قطع شده را با اندام دست نخورده مقایسه كردند و دریافتند كه برای بیماران AMI، آنها بسیار مشابه هستند. آنها همچنین دریافتند كه بیماران با قطع AMI قادر به كنترل دقیق عضلات اندام قطع شده خود هستند بسیار دقیق تر از بیماران با قطع عضوی سنتی. بیمارانی كه قطع عضوی سنتی دارند، بدون توجه به اینكه از آنها برای خم شدن مچ پا، چه حركتی در اندام قطع شده خود بیشتر و بیشتر انجام می شود.

سرینیواسان می گوید: ""توانایی بیماران AMI در كنترل این عضلات بسیار بیشتر از كسانی كه قطع عضو دارند، بیشتر شهودی است، كه بیشتر مربوط به نحوه پردازش مغز آنها در نحوه حركت اندام فانتوم است.""

در مقاله ای كه اخیراً در Science Translational Medicine منتشر شده است، محققان گزارش دادند كه اسكن مغزی افراد قطع شده AMI نشان می دهد كه آنها از عضلات باقیمانده خود بازخورد حسی بیشتری نسبت به بیماران با قطع عضوی سنتی دریافت می كنند. در كارهایی كه اكنون ادامه دارد، محققان در حال بررسی این موضوع هستند كه آیا این توانایی به معنی كنترل بهتر پای پروتز هنگام راه رفتن است.

آزادی حركت

محققان همچنین تأثیری را كشف كردند كه پیش بینی نمی كردند: بیماران AMI درد بسیار كمتر و احساس آزادی بیشتری را در اندام قطع شده گزارش كردند.

سرینیواسان می گوید: ""مطالعه ما به طور خاص برای دستیابی به این هدف طراحی نشده است، اما احساسی بود كه افراد ما بارها و بارها ابراز می كردند. آنها احساس بسیار بیشتری نسبت به احساس واقعی پای خود و نحوه حركت آن در فضا داشتند."" ""به طور فزاینده ای آشكار شد كه بازگرداندن عضلات به فیزیولوژی طبیعی آنها نه تنها برای كنترل پروتز، بلكه همچنین برای سلامتی ذهنی روزمره فوایدی دارد.""

تیم تحقیقاتی همچنین نسخه اصلاح شده ای از جراحی را ایجاد كرده اند كه می تواند در افرادی كه قبلاً قطع سنتی داشته اند انجام شود. این روند، كه آنها آن را ""AMI بازسازی"" می نامند، شامل پیوند عضلات كوچك برای خدمت به عنوان عضلات آگونیست و آنتاگونیست برای یك مفصل قطع شده است. آنها همچنین در حال توسعه روش AMI برای انواع دیگر قطع عضو، از جمله بالای زانو و بالا و پایین آرنج هستند.



هیر می گوید: ""ما در حال یادگیری هستیم كه این روش سیم كشی مجدد اندام و استفاده از قطعات یدكی برای بازسازی آن اندام در حال كار است و برای قسمت های مختلف بدن قابل استفاده است.""



انتهای پیام/

معصومه صادقی

https://medicalxpress.com/news/2021-02-surgery-enable-prosthetic-limbs.html