ركبة اصطناعية تمنح مبتوري الأطراف تحكماً طبيعياً

نظام الركبة الاصطناعية الجديد يمنح المستخدم شعوراً بأن الطرف جزء حقيقي من جسمه (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)

أعلن باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في الولايات المتحدة عن تطوير نظام ركبة اصطناعية جديد قادر على استعادة الحركة الطبيعية والتحكم الدقيق للأشخاص الذين تعرضوا لبتر فوق الركبة.

وأوضح الباحثون أن النظام الجديد ساعد مبتوري الأطراف على المشي بوتيرة أسرع، وصعود السلالم، وتفادي العقبات، بكفاءة تفوق ما توفره الأطراف الاصطناعية التقليدية، ونُشرت النتائج، الخميس، في دورية «Science».

وعلى عكس الأطراف التقليدية التي تعتمد على وضع الطرف المتبقي داخل تجويف بلاستيكي، يعتمد النظام الجديد على دمج الركبة الاصطناعية مباشرة مع عضلات وعظام الطرف المتبقي لدى المستخدم، وهذا التكامل يوفر ثباتاً ميكانيكياً أفضل، ويمنح المستخدم تحكماً أكبر في حركة الطرف الاصطناعي، بالإضافة إلى شعور متزايد بأن الطرف جزء حقيقي من جسمه.

وأوضح الفريق البحثي أنهم اعتمدوا في تطوير هذا النظام على تقنية جراحية متقدمة، يتم فيها إعادة توصيل العضلات المتبقية بطريقة تسمح لها بالتواصل الديناميكي مع بعضها بعضاً، مما يعيد الإحساس بوضعية الطرف وحركته المفقودة بعد البتر.

ولتعزيز الأداء، طوّر الفريق تقنية أخرى تُعرف باسم (e-OPRA)، تعتمد على إدخال قضيب تيتانيوم داخل عظم الفخذ المتبقي عند موضع البتر. ويتميز هذا النظام بوجود 16 سلكاً تنقل الإشارات العصبية بدقة عبر أقطاب كهربائية مزروعة على العضلات.

وتُنقل هذه الإشارات إلى وحدة تحكم روبوتية متطورة تحسب القوة والعزم اللازمين لتحريك الطرف الاصطناعي وفقاً لرغبة المستخدم، مما يمنح حركة أكثر سلاسة واستجابة.

واختُبرت التقنية على مجموعتين: الأولى استخدمت النظام الجديد، فيما استخدمت المجموعة الأخرى أطرافاً تقليدية.

وأظهرت النتائج أن مستخدمي النظام الجديد تفوقوا في أداء مهام مثل ثني الركبة بزوايا محددة، وصعود السلالم، وتجاوز العقبات، مع تحكم أفضل بكثير مقارنة بالمجموعات الأخرى.

ولم تقتصر الاختبارات على قياس الحركة فقط، بل شملت أيضاً تقييم شعور المشاركين بمدى اندماج الطرف الاصطناعي مع أجسامهم. وأفاد مستخدمو النظام الجديد بزيادة تدريجية في شعورهم بالسيطرة والانتماء للطرف، وهو ما وصفه الباحثون بارتفاع مستوى «التجسيد الذاتي».

وأكد الباحثون أن هذا النظام يمثل نقلة نوعية؛ فهو ليس مجرد جهاز ذكي بل هو جزء متكامل من جسم الإنسان.

وأضافوا أنه حتى أكثر أنظمة الذكاء الاصطناعي تقدماً لا يمكنها منح الإنسان هذا الإحساس الكامل بالانتماء لطرف اصطناعي ما لم يتم دمجه فعلياً مع أنسجة وعظام الجسم.

وتُطبق هذه التقنية حالياً بشكل روتيني مع مبتوري الأطراف أسفل الركبة في مستشفى بريغهام آند وومنز بالولايات المتحدة، ويتوقع الباحثون أن تُعتمد قريباً مع حالات بتر فوق الركبة أيضاً بعد استكمال التجارب السريرية اللازمة.