موفقیت محققان دانشکده پزشکی و مهندسی مشهد: دقیق ترین سیستم کنترل ارادی دست مصنوعی از طریق کاشت سنسورهای آهنربایی

پروژه‌ی کنترل ارادی دست مصنوعی، یک همکاری میان رشته ای برجسته بین آزمایشگاه روباتیک دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد تحت سرپرستی دکتر علیرضا اکبرزاده و مرکز تحقیقات ارتوپدی دانشکده علوم پزشکی مشهد به سرپرستی دکتر علی مرادی جراح دست و میکروسرجری است.

در تاریخ 24 مرداد ماه 1403، پس از پنج سال تلاش مستمر محققان پزشک و مهندس در این دو مرکز بر روی توسعه فناوری کنترل ارادی دست بایونیک، این سیستم پیشرفته موفق شد حرکات دست بیمار قطع عضو را به طور ارادی از طریق سنسورهای آهنربایی کاشته شده در عضلات ساعد به حرکت درآورد.

این دستاورد نوآورانه به عنوان گامی بزرگ در زمینه ارتقای تکنولوژی‌های پروتز و توانبخشی در دنیا محسوب می‌شود.
پژوهشگران مرکز تحقیقات ارتوپدی دانشگاه علوم پزشکی مشهد، طی یک همکاری میان‌رشته‌ایِ پنج ساله با مهندسین مرکز تحقیقات رباتیک دانشگاه فردوسی مشهد، موفق به ساخت دست مصنوعی شدند که با بهره‌گیری از سیستم کنترل ارادی و کاشت سنسورهای آهنربایی در دست قطع شده،  فرد را قادر می‌سازد تا عملکرد دست مصنوعی را مدیریت و در چارچوب اراده خود حرکات مختلف را انجام دهد.

دکتر علی مرادی، دانشیار دانشگاه علوم پزشکی مشهد و جراح دست در گفتگو با وبدا، پیرامون جزئیات این اختراع جهانی گفت: از آنجا که قطع عضو و به ویژه قطع دست یکی از ناگوارترین اتفاقات برای هر فرد در زندگی است و ما بارها در بیمارستان امام رضا(ع) شاهد قطع دست بیمارانی بودیم که در حین فعالیت‌های کاری مختلف این عضو مهم را از دست داده اند، لذا همکاران ما در مرکز تحقیقات ارتوپدی دانشگاه علوم پزشکی مشهد، آزمایشگاه آن و بخش استخوان و مفصل به این فکر افتادند که با حمایت معاونت پژوهشی دانشگاه، کار تحقیقاتی را در جهت ساخت یک دست مصنوعی بر پایه سیستم کنترل ارادی و از طریق کاشت سنسورهای آهنربایی در دست قطع شده آغاز کنند.

وی ادامه‌داد: در همین راستا از ۶ سال گذشته و به دنبال ارتباطات و تعاملاتی که با مدیر مرکز تحقیقات رباتیک دانشگاه فردوسی مشهد و همکارانشان داشتیم، ایده ساخت دست مصنوعی بر پایه سیستم کنترل ارادی را مرحله به مرحله پیش بردیم تا آنجا که اکنون به عنوان یک محصول منحصر به فرد، در مراجع بین المللی ثبت اختراع شده و به صورت patent  جهانی و patent آمریکا که بسیار هم معتبرند، به دنیا ارایه شده است.

دکتر مرادی در خصوص تفاوت این دست مصنوعی با سایر دست‌های مصنوعی موجود در بازار گفت: دست مصنوعی که اکنون در بازار به فروش می‌رسد، در واقع از بیرون بدن فرد یک سری سیگنال‌ها را دریافت می‌کند که چندان قوی و دائمی نیستند و با توجه به اهمیت کنترل دست منطبق با اراده فرد، دست مصنوعی که اکنون در بازار وجود دارد این قابلیت را ندارد، بنابراین ما به فکر یک سیستم کنترل جدید افتادیم که با عمل جراحی بتوانیم به بیمار اهدا کنیم و در این راستا در عضلات باقیمانده دسته قطع شده، تغییراتی را انجام دادیم و سنسورهایی را روی عضلات نصب کردیم که فرد با اراده خود این عضلات را حرکت می‌داد و سیگنال‌ها جابجا می‌شدند و سپس با کمک هوش مصنوعی و سیستم رباتیک که مهندسین دانشکده مهندسی فردوسی طراحی کرده بودند توانستیم دست مصنوعی را بسازیم.

وی تاکید کرد: به جرات می‌توانم عرض کنم که این محصول یکی از دقیق‌ترین دست‌های مصنوعی از نظر کنترل است و رقبای ما در جهان هنوز نتوانستند به این مرحله از تولید محصول برسند و لذا این دست مصنوعی یک اختراع منحصر به فرد و جهانی است که امیدواریم در آینده به صورت تجاری در کلینیک‌ها و در اختیار همکارانمان قرار گیرد و ما هم بتوانیم علم عمل جراحی این دست مصنوعی را به دست یاران خود و سایر جراحان دست انتقال دهیم.

عضو تیم مرکز تحقیقات ارتوپدی دانشگاه علوم پزشکی مشهد در خصوص مکانیزم عملکرد دست مصنوعی تولید شده نیز گفت: معمولاً وقتی دست قطع می‌شود، تاندون‌ها و مفاصل آن نیز قطع می‌شود، اما عضلات مقداری باقی می‌ماند و تحت اختیار فرد قرار دارد. اما دستی وجود ندارد تا سیگنال‌های مغز انتقال یابد و اقدامی که ما در این ارتباط انجام دادیم، آن بود که عضلات مربوطه را از پشت و روی دست طی یک عمل جراحی بزرگ و در دو مرحله به یکدیگر اتصال دادیم و سپس روی هر یک از این عضلات که حرکت دارند، یک کپسول یا تگ مغناطیسی قرار دادیم که با حرکت این کپسول مغناطیسی از بیرون بدن، می‌توانستیم سیگنال‌های حرکتی و اراده فرد را دریافت کنیم و به دست مصنوعی انتقال دهیم.

دکتر مرادی در عین حال خاطرنشان کرد: دست مصنوعی ساخته شده هنوز در مرحله تحقیقاتی است و اصطلاحا یک دست مصنوعی تحقیقاتی محسوب می‌شود و قطعاً در ادامه و با طی مراحل تکاملی، شکل و عملکردی بهتر از وضعیت فعلی را پیدا خواهد کرد.