محققان آمریکایی موفق شدند لباس رباتیکی معروف به اسکلت بیرونی بسازند که می تواند به بیماران مبتلا به پارکینسون در راه رفتن کمک کند.
با بیماری پارکینسون تا چه حد آشنایی دارد؟! بیماری پارکینسون یک نوع بیماری پیشرونده عصبی است که سیستم حرکتی بدن را به تدریج به تحلیل می برد. این بیماری سلول های عصبی مغز را که مسئول تولید دوپامین هستند، از بین می برد. دوپامین نقش مهمی در مغز و بدن ایفا می کند. دوپامین در مغز ناقل پیام های عصبی و در خون نقش هورمونی دارد. علائم بیماری پارکینسون معمولاً به تدریج و با گذشت زمان ظاهر می شوند. شایع ترین علائم اولیه عبارتند از: لرزش دست، سفتی عضلات، کندی حرکت، عدم تعادل بدن، افسردگی، اضطراب، اختلال خواب، تغییر خلق و خو. اما رایج ترین علامت این بیماری، ناتوانی در راه رفتن روزانه است. محققان دانشگاه بوستون امریکا به تازگی موفق شدند برای این مسکل راه حلی پیدا کنند. آنها اسکلت بیرونی یا همان لباس رباتیکی ساختند که می تواند به بیماران مبتلا به پارکینسون در راه رفتن کمک کند.
بیماران مبتلا به پارکینسون معمولا در حین راه رفتن دچار یخ زدگی یا انجماد پاها می شوند. به زبان ساده تر، آنها برای چند دقیقه نمی توانند به جلو حرکت کنند. بیش از 9 میلیون نفر در جهان به این اختلال عصبی دچار هستند. تا امروز هیچ روش درمانی موثری برای این مشکل وجود نداشت. اما اسکلت بیرونی ساخت محققان دانشگاه هاروارد جان آ. پالسون (SEAS) و کالج علوم بهداشت و توانبخشی سارجنت دانشگاه بوستون؛ می تواند به این بیماران کمک کند بدون یخ زدگی راحت تر راه بروند.
این لباس رباتیک در اطراف باسن و ران ها قرار می گیرد و فشار ملایمی به آنها وارد می کند تا ساق پا بتواند حرکت کند. حرکت ساق پا باعث می شود بیمار بتواند گام بلندتری بردارد. این لباس هوشمند توانست یخ زدگی داوطلبان را در حین راه رفتن به طور کامل از بین ببرد . علاوه براین، به آنها کمک کرد تا نسبت به گذشته سریع‌تر و بیشتر راه بروند. استاد مهندسی و علوم کاربردی در SEAS و نویسنده دوم این مقاله می گوید:"ما متوجه شدیم نیروی کمی که اسکلت بیرونی جدید ما در لحظه ایجاد می کند می تواند به راه رفتن بیمار مورد مطالعه خیلی کمک کند. این روش پتانسیل زیادی برای درمان علائم خطرناک بیماری پارکینسون دارد و می تواند به بیماران مبتلا کمک کند نه تنها به راحتی راه بروند بلکه، استقلال خود را هم دوباره در فعالیت های روزانه بدست بیاورند." نتایج این مطالعه 5 ژانویه 2024 در مجله علمی Nature Medicine منتشر شد.
آزمایشگاه بیودیزاین والش در دانشگاه SEAS مشغول توسعه فناوری‌های روباتیک در زمینه توانبخشی است. فناوری های جدید می تواند به بهبود حرکت بیماران مبتلا به سکته مغزی، ALS و سایر بیماری ها کمک کند. یکی از این فناوری‌ها، لباس بیرونی است که توسط شرکت ReWalk Robotics ساخته شد. این لباس با استفاده از حسگرها و موتورها، به افراد مبتلا به سکته مغزی کمک می‌کند تا راه رفتن را دوباره یاد بگیرند.
در سال 2022، دانشگاه SEAS و کالج سارجنت کمک هزینه ای از مرکز فناوری ماساچوست برای حمایت از توسعه نسل بعدی روباتیک و فناوری های پوشیدنی دریافت کردند. این تحقیق در آزمایشگاه Move صورت گرفت. ماموریت Move پشتیبانی و تامین بودجه لازم برای طرح های نوآورانه و تبدیل آنها به فناوری‌های بالغ است که می‌توانند از طریق همکاری با شرکای صنعتی به فاز تجاری سازی برسد. این تحقیق یکی از همین طرح های مشارکتی است. والش رئیس و مدیر مرکز توانبخشی عصبی در دانشگاه بوستون که تیمش از نزدیک با پرفسور تری الیس و بخش فیزیوتراپی همکاری می کرد، گفت: «استفاده از روبات های پوشیدنی نرم برای جلوگیری از یخ زدن بیماران مبتلا به پارکینسون در حین راه رفتن؛ نیازمند همکاری بین مهندسان، دانشمندان توانبخشی، فیزیوتراپیست ها، بیومکانیست ها و طراحان پوشاک است. »
محققان در این مطالعه به مدت شش ماه روی یک مرد 73 ساله مبتلا به بیماری پارکینسون کار کردند. بیمار روش های درمانی متعددی از روش های جراحی گرفته تا درمان های دارویی برای مقابله با یخ زدگی در حین راه رفتن استفاده کرد. او بارها و بارها در حین راه رفتن تعادل خود را از دست می داد و روی زمین می افتاد. به همین خاطر سعی می کرد در جامعه حضور پیدا نکند. او برای رفت و آمدهای ضروری از اسکوتر برقی استفاده می کرد.
در تحقیقات قبلی، محققان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، نشان دادند که یک دستگاه پوشیدنی نرم می‌تواند به افراد سالم کمک کند تا هنگام راه رفتن انرژی کمتری مصرف کنند. این دستگاه با افزایش خمیدگی مفصل ران و کمک به حرکت پا به جلو کار می‌کند. محققان در مطالعه جدید از همان رویکرد برای کمک به افراد مبتلا به پارکینسون استفاده کردند که دچار یخ زدگی راه رفتن هستند. دستگاه پوشیدنی جدید به محرک‌های کابلی و حسگرهایی مجهز است که دور باسن و ران قرار می گیرد. آنها با جمع آوری داده‌های حرکتی و الگوریتم‌ها از این داده‌ها برای تخمین فاز راه رفتن استفاده می‌کنند. سپس، الگوریتم‌ها نیروهای مکانیکی مورد نیاز بیمار را همزمان با حرکت عضلات تولید می کند.
اثر این اسکلت بیرونی لحظه ای بود. بیمار به هیچ آموزش خاصی نیاز نداشت و می توانست بدون یخ زدن در داخل خانه یا حتی گاهی اوقات در فضای باز بدون یخ زدگی راه برود. مرد 73 ساله حتی قادر بود بدون لکنت صحبت کند. جینسو کیم، دانشجوی سابق دکترا در SEAS و یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: «تیم ما از دیدن تأثیر این فناوری بر راه رفتن داوطلبان واقعا هیجان‌زده بود. در طول این مطالعه شرکت‌کننده 73 ساله به ما می گفت که این دستگاه واقعا به من کمک کرده است و من حس می کنم می توانم بیشتر راه بروم و استقلال خود را در زندگی حفظ کنم.»
والش گفت: "شرکت کنندگانی که در این مطالعه ما داوطلبانه حضور داشتند، شرکای واقعی ما هستند. را ه رفتن برای این افراد سخت بود. حتی ورود به آزمایشگاه برای این فرد کار ساده ای نبود، اما آنها با همه این مشکلات ما را تنها نگذاشتند. ما از نظرات و بازخورد های آنها برای بهبود قابلیت های دستگاه استفاده کردیم."