دانلود مقاله شبیه سازی حرکات انسان

پیشگفتار : یکی از معلولیت های مادرزادی و اکتسابی (مانند جنگ و حوادث کارخانجات) قطع عضو اندام فوقانی و تحتانی می باشد ، هر سطح قطع عضو از ناحیه انگشتان تا مقاطع مختلف آن عضو اتفاق می افتد .

از زمانهای بسیار دور به هر علت زیر بشر به فکر جاگزینی اندام فوقانی و تحتانی صدمه این بوده است : الف : از نظر روانی و زیبایی ب: از نظر کاربرد عملی و رفع وابستگی به غیر وسایل کمکی اندام تحتانی جهت راه رفتن ، نشستن و غیره از اهمیت خاصی برخوردار است ، در صورتیکه اعضاء مصنوعی اندام فوقانی در انجام کار و فعالیت اقتصادی و اجتماعی و استقلال شخصی حائز اهمیت بسیار است .

جایگزینی اندام فوقانی را بصورت زیر ناتوان طبقه بندی کرده : 1 قطع یک یا چند انگشت 2 قطع از ناحیه مچ دست 3 قطع از نواحی مختلف ساعد 4 قطع از ناحیه آرنج 5 قطع از نواحی مختلف بازو 6 قطع کامل بازو 7 قطع از ناحیه کمر بندی کتفی نظر به اینکه آمار و اطلاعات میزان شایعات دست (چپ و راست) هیچگونه دلالتی بر غالب بودن تعداد برخی از این ضایعات بر برخیدیگر ندارد ، همواره مراکز درمانی و مؤسسات تولیدی پیش بنی لازم جهت یکدست کامل را مینمایند (پنجه ، آرنج ، شانه) تا بتوانند جهت الگوی معلولین باشند .

الف: ارزشیابی باقی مانده از لحاظ طول ، قطر و غیره ب: مشخص کردن نوع و تعداد مفاصل و دامنه حرکتی آنها ج: تهیه ثابت کننده (ساکت) جهت اتصال عضو مصنوعی به عضو باقیمانده .

د: با در نظر گرفتن دست مصنوعی عامل حرکتی انتخاب و در عضو باقیمانده بقیه می شود .

مقدمه : هدف از کاربرد دست و پای مصنوعی چاره جوئی اشکالات حرکتی است ، در اثر نقص عضو یا قطع دست و پای طبیعی در شخص بوجود می آید ، ساده ترین صورت این وسیله دست و پای چوبین بدون مفصل و چنگک است .

کاملترین صورت آن دست و پایی است که تا حد امکان تا در به حرکت مشابه حرکات طبیعی وده و کاربرد آن بوسیله شخص معلول محتاج به تمرین ، دقت و تمرکز خاصی نباشد .

از نظر تکاملی ما بین دست چوبن و دست سیبرنیتکی می توان دستهای مصنوعی دیگری ذکر کرده از قبیل : الف) دست مکانیکی چنگک دار با استفاده از تسمه فنر و فرمان حرکت را از جابجائی عضلات شانه و گردن میگیرد .

ب) دست الکترومکانیکی که فرمان حرکت را از جابجائی عضلات یا انقباض مکانیکی آنان و یا از علائم آنان (EMG) اخذ می کند و عنصر قدرت یا حرکت آن یک جزء الکترومکانیکی از قبیل موتور یا غیره می باشد .

در این دو نوع دست مصنوعی حلقه کنترل از طریق مسیر پس خور (فیزیکی) مشاهداتی بسته می شود .

بعبارت دیگر شخص معلول برای انجام حرکت مطلوب به بهترین حالت ، تنها میتواند با مشاهده نتیجه حرکت آنرا تصحیح یا بصورت مطلوب تغییر دهد .

این حلقه پس خور(فیزیکی) با حلقه پس خوری که حرکت یک دست سالم موجود است که نتیجه آن آگاه بودن تقریباً آنی شخص از وضعیت مکانی دست نیروی وارد به آن می باشد .

که تفاوت زیادداشته و کاربرد آن غالباً مستلزم کوشش زیاد ازجانب شخص معلول است .

در دست سیبر نیتکی که به شرح آن خواهد آمد که لازم است حلقه های پس خوری که به حرکت یک دست سالم موجوداست بقیه شده و سیستم کنترل آنچنان طرح گردد که به وجه ایده آل کاربرد آن بوسیله شخص معلول بطور ناخودآگاه امکان پذیر باشد .

به عبارت دیگر به همانگونه که به یک شخص سالم حرکت دست بطور طبیعی و بدون احتیاج به تمرکز خاص و ایجاد خستگی فکری انجام گیرد ، دست سیبرنیتکی نیز بتواند حرکات سادهرا با همان سهولت و در سطح ناخودآگاه انجام دهد .

به نام خدا مقدمه : خلاصه ای از مدل کردن ، کنترل ، شبیه سازی حرکات انسان : بشر مدتهاست که مجذوب عملکرد بدن بوده است .

حرکت در میان تجلیات و اعمال بدن از چنان عمومیت و ویژگی برخوردار است که انسان را به طریق فیزیولوژی به محیط و دیگران مرتبط می کند .

این صحبت مختصر در زمینه بحث و تحقیق کارهای جدید مدلسازی : کنترل و شبیه سازی حرکت انسان می باشد .

سیستم عضلانی استخوانی : سیستم متشکل از دو عضله می تواند بصورت محرک نیرو عمل کند .

مدلهای گوناگونی برای عضله پیشنهاد شده است .

این مدلها غیر دقیق بوده و تفاوتی میان عملکرد خود عضله و گروهی از تارها قافل نیست .

تفاوت مقدماتی بین این مدلها ، درجه معادلات دیفرانسیل بکار گرفته شده و ورودی های آنها می باشد .

ورودی های عضله عبارتند از سیستمهای موتور باوران (efferent) آلفا (α) و گاما و خروجی های آن عبارتند از سیگنال آوران (afferent) که به CNs می روند .

(نوع Ia و Ib و سیستمهای فیبری نوع Il) ونیرو می روی استخوان و اندازه گیرهای نیرو اثر می کند .

دیاگرام جعبه ای عضله شکل زیر نشان داده شده است : از این دیاگرام جعبه ای پیداست که خروجی عضله بستگی به طول ، سرعت انقباض ورودیهای عصبی دارد .

مطالعات کنترل : مطالعات اساسی کنترل شامل مباحث ، وضعیت و پایداری عضو ، حرکت نقطه به نقطه ، فشردن در مقابل سطح ، گرفتن اشیاء ،‌اجرای حرکات موزون و پریدن در هواست .

مباحث مورد استفاده که کنترل عبارتند از برنامه ریزی و کنترل بهینه ،‌فیدبک غیر خطی ، فیدبک حالت ، پایداری لیاپانف ، فیدبک نیرو ، کنترل سیستم های دینامیکی مقید ، انتقال از سیستم مقید به سیستم غیر مقید و بالعکس و سیستم های کنترل یادگیر .

شبیه سازی : نظر به پیچیدگی ارتباطات فیزیولوژیکی و ابعاد زیاد مسائل حتی در ساده ترین حرکات انسان تحلیل اینگونه سیستمها با ابزار ریاضی متداول معادلات دیفرانسیل و انتگرالی حرکت تحللی پایداری و سیستمهای معادلات جبری ، غیر ممکن می نماید .

به ناچار به موارد زیر متوسل شده اند : مدلسازی مکانیکی ، شبیه سازی آنالوگ ، شبیه سازی کامپیوتر رقمی و اخیرا شبیه سازی مدوی توزیع شده .

شبیه سازیهایی که می برید اگر چه در حرکات انسانی زیاد بکار نرفته اند ولی در آینده مورد آزمایش و طراحی پروتزها و ارتزها که میکروپراسورها با سیستم فیزیولوژیکی موقعی توام می شوند کاربرد پیدا خواهند کرد .

بشر راه بسیار طولانی که مسیر تکاملی پیموده است اما زمان بسیاری طول خواهد کشید که حقایق طبیعت پیچیده حرکت را دریابد .

وجود مشترک و تفاوتهای دست سیبرنیتکی و دست روباتیک : خصوصیاتی که در قبل برای دست سبرنیتکی ذکر شد در برخی موارد مشابه به خصوصیات دست روباتیک است .

اینگونه دست مصنوعی دارای وجود مشترک و تفاوتهایی هستند .

الف دست روباتیکی : دست روباتیکی وسیله ای است که با داشتن چندین درجه آزادی ، با بازویی متشکل از چندین مفصل دستی مشتمل بر چندین حرکت کند و در انجام حرکت به فیدبک عواملی مانند : نیروی بار ، تغییر مکان ، سرعت ، فشار نگهداری اجسام و غیره متکی باشد .

این دست فرمان خود را از یک واحد پردازش مرکزی که شامل حافظه و دستورالعملهای خاص برای استفاده از اطلاعات فیدبکی است میگیرد .

در حالت ایده آل ، این دست گاهی قادر خواهد بود حرکاتی پیچیده تر از دست سیبرنیتکی و شاید پیچیده تر از دست سالم ، انجام دهد .

دست روباتیکی جزئی از یک سیستم است که بستگی به ساده یا پیچیده بودن آن الگاریتم های مختلف کنترل همراه با کامپیوترهای خاصی که آن بکار رفته اند ، بطوریکه می توان آنها را به نسلهای مختلف تقسیم کرد .

مثلاً دست مصنوعی را که برای رنگ آمیزی قطعات در اطاق رنگ یک کارخانه تعبیه شده است را می توان از نسل اول دانست و دست مصنوعی را به چشم تلویزیونی و نفر الکترونیکی با قابلیت یادگیری و تصمیم گیریهای پیچیده وصل شده است را میتوان نسل جدید دانست .

فیما بین این دو نسل و همانگونه که دوباره دست مصنوعی انسان اشاره شد ، انواع دیگری با قابلیت های متفاوت وجود دارد (مثلاً روباتهای جوشکاری ، تراش کار ، روباتهائیکه قادر به تصمیم های ساده گرفته ، صحنه هایی که قبلاً یادگرفته اند را تشخیص دهند وظایف محوله را سپس انجام دهند .) بطورخلاصه دردست روباتیک الزامی به تقلید و شبیه سازی از دست انسان وجود نداشته فرمانهای حرکت آن یک سیستم الکترونیکی صادر می شود .

این فرمان محصول ترکیب اطلاعات فیدبکی روبات از محیط و دستورالعملها و اطلاعات حافظه اش می باشد .

ب: دست سیبرنیتکی : دست سیبرنیتکی به دستی گفته می شود به بتواند عمل دست سالم را در شخص معلول انجام دهد ، برای انکه این نقش واضع تربیان گردد بطور مختصر به مکانیزمهای محتمل که کنترل ،‌حرکت دست به شرح زیر اشاره می گردد : دست را می توان یک سیستم مکانیکی مشتمل بر جرم فنر اصطکاک دانست که در اثر نیروی حاصله از انقباض عضلات تغییر مکان می دهد .

در هر حرکت دست عضلات متعددی شرکت دارند ، و برای آنکه حرکت با نرمش و سرعت لازم برون نوسانات و خطا انجام گیرد لازم است لولا فعالیتهای انقباضی هر عضله به سبک خاصی برنامه ریزی شود ، ثانیا فعالیت انقباضی عضلات دست اندرکار آن حرکت با هم هماهنگ باشند .

خواص فیزیک اصطکاکی عضلات فقط محصول خواص مکانیکی آنان نبوده بلکه بطور فعالانه بوسیله ایستگاههای حرکتی (مانند تحتانی یا بالاتر تا کورتکس حرکتی ، کنتل می شود .

نقش این دستگاههای حرکتی ایجاد فرمان مناسبی در عصب ورود به عضله است .

این فرمان از ترکیبی اطلاعات مربوط به حرکت مورد نظر و اطلاعات فیدبکی مربوط به وضعیت مکانی دست و نیرو و غیره بدست می آید .

فیدبکهای مهم به دست سالم که در انجام حرکت تایر حکی دارند عباتند از : الف: فیدبک وضعیت طول عضله و سرعت تغییرات آن ب: فیدبک نیروی کششی عضله ج: فیدبک اطلاعات مربوط به زاویه های مفاصل موضح است که فیدبک های دیگر مانند لامسه یا بینائی نیز در ایجاد فرمان حرکت و ایجاد هماهنگی فعالیت عضلات مؤثرند .

اگر دست سیبرنیتکی بخواهد کار دست طبیعی را بنحو احسن در سطح ناخود آگاه شخص معمول انجام دهد لازم است فیدبک های قطع شده فوق جبران گردند .

یعنی بنحو مناسبی اطلاعات مذکور در بندهای الف ، ب ، ج با همان سرعت دست دست طبیعی به مراکز حرکتی دست سیبرنیتکی برسد .

بعلاوه در دست سیبرنیتکی فرمانهای حرکت باید یا از عضو یا از عصب یا از نخاع و یا در عالیترین حد از مراکز بالای حرکتی مانند مخچه و کورتکس حرکتی اخذ شوند ، این فرمانها پس از پردازش و ترکیب با اطلاعات فیدبکی به سر موتورهائی که نقش عضله را دارند .

ایجاد حرکت میکنند .

ملاحظه می شود وجود مشترک دست سیبرنیتکی بادست روباتیکی در مکانیزهای ایجاد حرکت ، اندازه گیری خصوصیات حرکت برای فیدبک و تا حدی نیز الگوریتم های کنترل است که بوسیله واحد پردازش مرکزی بکار گرفته می شوند ، مدعین حال وجود دو قید است سیبرنیتکی را از دست روباتیکی متمایز می کند .

الف: اطلاعات فیدبکی باید از مسیری سریعتر از مسیر بینائی به مغز برسد .

ب: چون باید کاربرد دست سیبرنیتکی بوسیله مغز شخص معلول مستلزم کوشش خاصی نباشد و به سطح ناخود آگاه عمل کند ، لازم است فرمانهایی حرکت است سالم بررسی شده و نحوه کاربردآن بوسیله دست سیبرنیتکی بصورت خاصی تطبیق داده شود .

مروری بر مفهوم رایج پروتز میوالکتریک : مهیج ترین پیشرفتی که در زمینه اندامهای مصنوعی صورت گرفته است ، توسعه اندامهای مصنوعی میوالکتریکی است .

این دستهای با قدرت آرنجها ، و شانه ها کار بیشتری را قطع اندامهای بالائی ای که وسائل دستی (manual) را نپذیرفته اند ، داده اند .

اندامهای مصنوعی میوالکتریک بر این اصل که هر حرکت در اندام بوسیله جریانهایی در آن عضله خاصی که در آن حرکت نقش دارد ، استوار است .

مفهوم استفاده از سیگنال عضله برای کنترل ماشین این جدیدی نیست .

اولین وسیله ای که از سیگنال یک انسان برای کنترل ماشین استفاده شد وسیله ای برای اندازه گیری سطح کشنده برای شکهای الکتریکی بوده .

بعدها در سال 1955 سیستمی تعریف شد که آن جریانهای عضله برای عمل grasping (گرفتن شیار) بکار می رفت ، که نشان می داد جریانهای عضله می تواند برای مقاصد کنترلی بکار رود .

در اینجا بود که kobrinskey در سال 1960 اولین سری سیستمهای مصنوعی کنترل شده بوسیله بیوالکتریک را برای اندامهای قطع شده مصرفی نمود .

از آن پس مراکزی در اروپا و نیز اخیراً در ایالات متحده و کانادا پیشرفتهای زیادی در اندامهای مصنوعی میوالکتریک نموده اند .

اندام های مصنوعی میوالکتریک با پتانسیلهای عمل غشاء عضله کنترل می شوند که بطور متوسط با تحریک مرکز سیستم عصبی پیش می آید .

از آنجا که کل سیگنال عضله مجموع فعالیتهای فیبرهای عضلانی است ، نیروی حاصل از عضله بطور خطی با تغییرات ولتاژ متناسب است .

نیروی عضله با فرکانس تحریک سیستم اعصاب مرکزی نیز متناسب می باشد .

ترکیب تعداد فیبرهای عضله تحریک شده و فرکانس تحرک ، کنترل خوب عضله سبب می شود .

بنابراین برنامه ای بصورت یک سری از پالسهائی که مراکز اعصاب به عضله های درگیر که هر عمل فرستاده شده اند می توان معرفی نمود .

اندامهای مصنوعی میوالکتریک با پتانسیلهای عمل غشاء عضله کنترل می شوند که بطور متوسط با تحریک مرکز سیستم عصبی پیش می آید .

معمولاً دست مفصل دار میوالکتریک با دو الکترود که روی دو عضله متضادش اکستنسور (بازکننده) و فلکور (جمع کننده) قرار میگیرد ، عمل می نمایند .

در برخی موارد خاص ، مثل بیماری با عضو باقیمانده کوتاه ، یک الکترود به تنهائی می تواند با موفقیت مورد استفاده قرار گیرد .

پتانسیل الکتریکی عضله از روی پوست بوسیله الکترودها آشکار شده و داخل یک سوکت عضله باقیمانده جاسازی می شوند .

سپس پتانسیلی که بوسیله الکترودها برداشت شده می تواند باز شدن و بسته شدن پروتز را (که معمولاً که ساکت بازسازی گردیده) تغذیه شده ، کنترل نماید .

معمولترین پروتز میوالکتریک پروتز زیر آرنج است که به باطری 6 ولت و 225 میلی آمپری کار میکند .

که معمولا پروتز دست قرار می گیرد .

یک دست مفصل دار با سه گیره چنگاه مانند دارد .

این گیره ها می توانند از 5/1 تا 6 یا 8 کیلو پونتینیر نمایند و انگشتی دارد که از 6 تا 100 میلیمتر می تواند باز شود .

وزن آن از 220 تا 500 گرم بر حسب سایز آن تغییر می کنند .

سوکت پروتز معمولا از نوع +ype – Muerster و یا Northwesterin sypra condylor هستند ، پایداری و نیروی بسیار عالی ، برای حرکت کامل آرنج بکار می رود را ایجاد می کند .

اگر سوکت احتیاج به تعمیر داشته باشد می توان الکترودها را مجدد بکار برد و سوکت را میتوان بدون جابجا کردن کل وسیله تعمیر نمود .

این حسن مهمی است چون باعث می شود بیمار برای مدت کوتاهی بدون دست بماند و نیز هزینه کمتری را بپردازد .

بخاطر محاسن بسیار مهم ، اندامهای مصنوعی میوالکتریک مقطع به قطع زیر آرنج ختم نشده بلکه برای قطع بالای آرنج ، بیمارانی با شانه ناسالم و حتی در بیمارانی به طور مادر زادی یک یا چند قسمت از اندام را ندارد نیز مناسب هستند .

بچه ها و یا بزرگسالانی که زیر آرنج انان قطع شده برای نصب پروتز میوالکتریک بسیار مناسب هستند که این خود محدوده وسیعی از بیماران را میپوشاند .

که گذشته بخاطر این که بسیار ناچار بودند وسایلی را در اندامهای مصنوعی بکار بردند ،‌از نظر اندازه و وزن بیماران ناراضی بودند .

هر چند ،‌ پیشرفتهای اخیر باعث شده پروتز کوچکتر با مقیاس آناتومیکی بهتر برای بیمارانی که مچ آنها از بین رفته است ، تهیه شود .

خردسالان : Sorbye سوئدی ا موفقیت چهل دست مصنوعی را به کودکان زیر هفت سال نصب نمود .

عقیده اولین بود که بکار بردن میوالکتریک بایستی از سنین کم صورت گیرد .

این پیشنهاد با اندامهای رسمی موجود سازگار است ودر صورتیکه سنین کم نصب شده بهتر مورد قبول موقع می شود .

بر عکس ، وقتی اندام مصنوعی بعد از نبوغ نصب شود معمولاً پس زده می شود .

بر طبق گفته Sorbye بهترین سن برای نصب اندام مصنوعی الکتریکی در افراد با قطع زیر آرنج بین 2 تا 4 سال و نیم است .

دست با سایز کوچک در استکهلم بوسیله تکنیک سیستم Teknik system در سوئد تولید می شود که شامل سه چنگک است که تا 50 میلیمتر باز می شوند و زمان بسته شدن تا باز شدن حدود یک ثانیه و نیروی فشار آن 2/1 کیلوگرم است .

موفقیت این نصب نمودنها آنقدر بوده که بعضی از کودکان روزانه دو تا سه هزار مرتبه دست را باز و بسته می کنند .

هیچ اشاره ای هم بر خلاف این تا بحال در این گروه سنی ذکر نشده است .

البته بایستی تسهیلاتی برای نگهداری بطور طبیعی ، میزان کردن و تعمیرات سریع آن باشد ، تیم پروتزی در این رابطه تربیت شده اند .

بعضی اوقات هم روش جراحی ممکن است برای تصحیح دفر (تغییر شکل) بکار رود تا تسهیلی برای نصب پروتز ایجاد شده .

پروتز میوالکتریکی برای کسانیکه هر دو دستشان در ناحیه زیر آرنج قطع شده مناسب نیست .

برعکس نوجوانانی ،sorbye وtrost که حدود چهل وهفت از آنها که از دست میوالکتریکی استفاده نموده اند و بین شش تا16 سال (متوسط12.5) سال داشته اند اینطور گزارش دادند: سی و چهار نفر از افراد قطع عضو مادرزادی بودند و یازده نفر قطع اجباری بودند .شانزده نفر پروتز را نپذیرفتند، دلایل عمومی آن کمبود پایداری، عملکرد ضعیف و ازدیاد وزن پروتز می باشد .

بعضی از این اشکالات در پروتز جدید رفع شده است.

در این گروه سنی بزرگتر،109تعمیر در سال برای هر پروتز لازم می شده.

اشکالاتی هم که بیش از همه پیش می آمد در مورد دستکش زیبائی و باطریها بودند .

کمترین اشکالاتی که پیش می آمد اشکال در سیستم الکتریکی بود .

در بررسی های بعمل آمده معلوم شد این افراد راحتی در عملکرد و نیز در راه انداختن آن را از بهترین محاسن این دست دانستند .

از معایب اصلی آن هم کمبود پایداری و وزن آن است .

تمام کودکانی که از قبل این دست را داشتند ، احتیاج به تصمیم جدید برای تبدیل پروتز میو الکتریک نبود .

بعضی از این کودکان هر دو پروتز میوالکتریکی را راحت پذیرفتند.trost بچه هایی بین سنین 9تا11 را برای کودکانی که هم پروتزمیوالکتریکی و هم پروتز دیگری را داشتند مناسب دانست .

قبل از نصب پروتز لازم است الکترود روی عضلات فلکسور و اکستنسور بوسیله وتسمترMyotest قرار گیرد که این خود نحوه آموزش با استفاده از اسباب بازی بسیار موفقیت آمیزتر خواهد بود .

در کودکان بزرگتر و جوانان تجارب جا متفاوت است .

یا اینکه این کودکان اصلاً تفاوتی بین این دست با دستهای مکانیکی حس نکرده اند و یا اینکه بطور کامل آنرا رد کرده و هیچ پروتز دیگری را هم مصرف نکرده اند .

بخاطر شکل ظاهری دست میوالکتریک و دستکش آن بیشتر کودکان انرا پذیرفته اند و نیز کودکان کنجکاو هم کمتر توجهشان به آن جلب می شود .

قطع زیر آرنج در بزرگسالان از آنجا که این گروه از بیماران تجربه بسیار تلخی داشته اند در مورد دست میوالکتریکی تردید می کنند .

آنها مکرراً دستها را امتحان کرده و مأیوس شده اند .

بالاخره می خواهند آخرین دستی را که باقی مانده امتحان نمایند و از اینکه قسمتی از دست را قطع نموده تا دست جدید را امتحان کنند می ترسند.

برای مردمی که کار می کنند زندگیشان مستقیماً مربوط به دستشان می شود و می ترسند که قطع عضوamputation نتایج اقتصادی وخیمی را به همراه داشته باشد.

استفاده موفقیت آمیز از پروتز بستگی به شخص معلول دارد که با این معلولیت بتواند کنار بیاید و این احساس را که نا کامل است از خود دور نماید تا بخود اطمینان بیشتری بیابد .

در مورد کارگران معلول شده حدود 43 نفر که هم پروتز میوالکتریکی و هم عضو مصنوعی استاندارد را دارا بودند مطالعه و بررسی شد.تقریباً تمام این افراد پروتز میوالکتریکی را وقتی با مردم در تماس بودند استفاده کردند ، چون از نظر ظاهری بهتر بود.

این مطالعات آماری نشان داد که پروتز میوالکتریکی در مقایسه با سایر پروتز ها که 67 درصدreyeation داشتند به موفقیت نسبی رسیده است .

این افراد وقتی بین مردم بودند ودر ساعات بیداری 91 درصد مواقع این پروتز را بکار می بردند.

بیمارانی که کار دفتری داشتند 75 درصد ساعات کاری از این دست استفاده می کردند .

در گروه بیمارانی که کارهای سنگین انجام می دهند پروتزمیوالکتریکی فقط 25درصد ساعات کاری استفاده می شد .

دلیل اینکه از این پروتز استفاده نمی شد این بود که 65درصد بیماران می ترسیدند دست صدمه ببیند.

آنها نمی خواستند که دست را به تعمیر بسپارند و در نتیجه هزینه تعمیر را بپردازند که خود نشان می دهد پروتز میوالکتریکی برای فعالیتهای غیر شغلی طرفداران زیادی دارد .

نتایج این مطالعات با مفهوم قبلی که پروتز میوالکتریکی فیدبک حس لامسه را ندارد و اینکه بیمار فقط به فیدبک چشمی تکیه می کنند را رد می کند .

فقط 23درصد افراد گفتند که فیدبک وجود ندارد و33 درصد کاملاً مطمئن بودند کهفیدبک بیشتر از میوالکتریک دست می آید .

مشخص است که این کنترل بیشتر از مکانیزم طبیعی است که با کمک خود عضله ها صورت می گیرد .

بعضی از افراد بعد از چندین سال استفاده از عضو مصنوعی به دست میوالکتریکی کاملاً عادت کرده و پذیرا شده اند .

در جای دیگر 42 معلول که فقط یک دست خود را حین کار از دست داده بودند ، دست میوالکتریکی را خیلی بیشتر از دستهای دیگر بکار بردند .

قطع عضو قسمتهای بالای دست عضو مصنوعی مناسب برای قطع یک دست در گذشته ناموفق بوده است.

در گذشته چون مصرفThalidomide که یک قرص مسکن بود( و از سال 1961 به بعد بخاطر اینکه نوزادان ناقص بدنیا می آمدند مصرف آن ممنوع شد ) بسیار زیاد بود، کودکان زیادی بدون دست بدنیا آمدند و این موضوع باعث شد که مطالعات زیادی برای رفع این مشکل انجام گیرد .

لازم است برای این بچه ها که حالا جزو جوانان می باشند .

پروتزی تهیه شود که بتواند برای آنان مفید واقع گردد و از نظر ظاهر نیز مناسب باشد تا بتوانند در جامعه و فعالیتهای اجتماعی شرکت نمایند .

چون تالیدومید بیشتر در اروپا و کانادا مصرف شد ، این مطالعات و تحقیقات بیشتر در این کشورها انجام شده است .

در سوئد پروتزی تهیه شده که چندین کار انجام می دهد ،سوپینیشنsupinoution پرونیشنpronation ساعد و فلکشنFlexion ، اکستنشنextension برای مچ دست.

این پروتز از یک سیستم مینیاتوری و تکنیک شناخت الگو (pattern-recognition) استفاده می کند که برای افراد با قطع عضو فراگیرش زمان زیادی نمی خواهد.

یک آرنج میوالکتریکی و پروتز دست که فقط با دو عضله کنترل می شود ، در مورد افرادی با قطع عضو بالای آرنج مادرزادی نیز با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته است .

در ایتالیا ترکیب سیستم کنترلی میوالکتریکی و الکتریکی برای افراد قطع عضو مادرزادی با موفقیت صورت پذیرفته است .

در ایالات متحده، از سال 1981، یوتا آرم در مورد 135 معلول قطع بالای آرنج نصب و مورد استفاده قرار گرفته است .

حرکت فلکشن ـ اکستنشن و باز وبسته شدن دست بوسیله سیگنالهای میو گرافیک تناسبی کنترل می شود که کنترلی نرم و طبیعی با حساسیت خوب و عملکرد راحت می باشد .

آمار از سال 1960 به بعد ، وقتیKobrinski پروتز میوالکتریکی را برای قطع حد بالای دست معرفی نمود ،تعداد قابل توجهی (بین 10 هزار و80هزار) در سراسر جهان تولید و نصب شده اند.

آنها بطور برجسته در کشورهای اروپایی تولید شده و در بعضی جاها پروتزمیوالکتریکی رایج ترین وسیله برای قطع زیر آرنج می باشند .

در مقایسه ، تعداد پروتزمیوالکتریکی که در آمریکای شمالی استفاده شده بسیار کم است.

اتوبوک(otto bock) از سال 1975 برای ایالات متحده آمریکا 2891 عدد دست میوالکتریکی و 210Greifer میوالکتریکی(وسیله ای که برای کارهای سخت تر بکار می رود ) را فراهم کرده است .

لیکن1266 تا ازلین2891 دست بین سالهای 1981 تا 1983 ساخته شدند .

210 گریفر هم همگی در این سه سال تولید شدند .

در 1984 در بررسی از هفتادوپنج کلینیک فقط بیست وپنج تا از چهل کلینیکی که بررسی را پذیرفتند پاسخ دادند که آنها پروتزهای میوالکتریکی را نصب می نمایند .

امر مهم دیگر تعلیم متخصصانی برای ایجاد گروههایی است که در زمینه اندامهای مصنوعی تجربه داشته باشند .

در 1984، 515 نفر در این زمینه در سیستم myo-bock تعلیم داده شدند و در تمام نواحی تحت سلطه ایالات متحده ، شامل آلاسکا و هاوائی بکار پرداختند .

آینده در خاتمه این قسمت متذکر می شویم که آینده ای روشن برای اندامهای مصنوعی میوالکتریکی وجود دارد .

مطالعات جدید بخصوص در مورد اینست که حساسیت فیدبک را برای مصرف کننده پروتزمیوالکتریکی بالا برند .

مطالعات نشان داده شده راین اساس است که تحریک الکتریکی اعصاب برای فیدبک اندام مصنوعی می تواند بکاررود تا سیستم میوالکتریکی را کنترل نماید .

برای افزایش اطمینان یک اندازه گیر فشار در انگشت نشانه index finger در هر میوالکتریکی تهیه شده که باعث یک تحریک الکتریکی می شود که این تحریک الکتریکی شامل یک سری پالس است که تکرار آن با افزایش نیرو ازدیاد می یابد .

تحریک الکتریکی عصبها بعنوان فیدبکsen sory برای پروتز دست بکار رفته است .

با استفاده از اجزاء دیجیتالی و تکنولوژی میکروکامپیوتر کنترل سه حالته کنترل متناسبی وسیع دینامیکی را در کانالهای الکترومیوگرافی لازم دارد .

استفاده از پروتز میوالکتریکی در نواحی گرمسیر مشکل بوده چون عرق سطح پوست حساسیت کانال الکترومیوگرافی را کاهش می دهد .

برای کاهش اثر عرق کردن و شیفت پیدا کردن الکترود ،یک تکنیک باینری ابداع شده است .

این تکنیک که از آشکارسازیهای سطحlevel detectors و مدارات لاجیکی با کانال میوالکتروگرافی استفاده کرده می تواند دست مصنوعی را با موفقیت برای حرکات سری حتی اگر حساسیت در این کانالها تغییر کند با نرخ رندم 30% بحرکت در آورد .

مقایسه پروتز میوالکتریکی اتوبوک با عملکرد دست چنگکی پروتز میوالکتریکی زیر آرنج قبلاً مورد بررسی قرار گرفت .

چهل و سه بیمار تحت آزمایش قرار گرفتند که تمام آنها هم پروتزمیوالکتریکی و هم عضو مصنوعی استاندارد(standard artificial limb) داشتند .

حدود نصف بیماران تقریباً در تمام مدتی که سر کار بودند و بسیاری از آنان که اکثر مواقع کاری وسیله جدیدتر را بکاربردند .

کاربرد آن به نوع کار بیمار، و یا ترس از آسیب رساندن به آن ، بستگی داشت .

بنظر می رسد ،اگر توجه بیشتری به دوام دست و دستکش آن بشود ،پذیرش آن بیشتر خواهد شد .

در اینجا در مورد عملکرد و تکامل آتی آن بحث خواهد شد .

پروتز قابل کنترل میوالکتریکی برای زیر آرنج، در رنج قابل ملاحظه ای ، اولین بار توسط کوپرینسکی در سال 1960 مورد استفاده قرار گرفت.

و امروزه در مراکز مختلف بطور وسیعی در میان همه ملل بکار می رود .

برنامه میوالکتریکی در هیئت غرامت کارگران انتاریو در ژانویه 1979 شروع شد که در ابتدا دست روسی (انستیتوی توان بخشی مونترال ) و حال بطور برجسته ای در سیستم یاولتی آلمانی اتوبوک استفاده می شود ، حدود 25 تا 30 دست در سال نصب می شود .

همه این بیماران قبلاً با دست چنگکی که با طناب سیمی عمل می نمود کار کرده بودند .

با بررسی قیمت و عملکرد دست میوالکتریکی ، نمی دانستند که آیا عضو میوالکتریکی برای جمعیت بزرگ و پراکنده کارگران ، بیش از حد پیچیده، حساس و غیرقابل اعتماد است یا نه .

هدف از بررسی کنونی این بود که ارزش دست میوالکتریکی برای کارگران تعیین شود .

ارزیابی شامل مدتی است که این عضو بکار می رفت و نیز شامل مقایسه آن با پروتز استاندارد می باشد .

مواد و روشها تا سال 1978 ، 59 بیمار با قطع زیر آرنج ، دست میوالکتریکی را بکار بردند .

هیچیک از این پروتزها محوری برای چرخاندن مچ نداشت .

سه بیمار هر دو دست را لازم داشتند .

چهل و سه بیمار مورد مطالعه قرار گرفتند .

زمانی که پروتز نصب شد تا زمانی که مجدداً مراجعه کرده بودند بطور متوسط 16 ماه بود .

از 16 بیمار باقیمانده دو نفر انتاریو را ترک کرده بودند .

یکنفر پروتز را نپذیرفته و برگردانده بود و یکی از آنهایی که قطع هردو دست را داشت احتمالاً از دست میوالکتریکی استفاده نمی کرد .

یکی از بیماران هم که پروتز با کنترل سه حالته را داشت ،آنقدر برای تعمیرات گرفتاری داشت که اورا در این لیست نیاوردیم.

11 نفر بقیه بخاطر کار و یا دلایل شخصی نمی خواستند بیایند، اما هیچ اختلافی با 43 بیمار مورد بررسی نداشتند .

با استفاده از پرسشنامه استاندارد یکی از ما تقریباً یکساعت و نیم با هر بیماری مصاحبه شخصی داشتیم.

به مشخصات فیزیکی هر معلول توجه شد .

سپس یک سری تست از بیماران بعمل آمد، هم با دست میوالکتریکی و هم دست استاندارد (دست مکانیکی).

یک کار درمان با علاقه مخصوص در مورد قطع عضو بالای آرنج این تستها را انجام داد .

چون عضو مصنوعی استاندارد (دست مکانیکی) در کاربرد معمول آن یک چنگک بود، مقایسه درستی بین آن و دست میوالکتریکی نمی توانست صورت گیرد .

هر دو آنها مکانیزم مثبتی برای باز کردن پنجه داشتند ،اما در یک دست بطور الکتریکی اینکار صورت می گرفت در حالیکه در دیگری اینکار مستقیماً با حرکت بدن انجام می شد .

دست الکتریکی برای بستن پنجه همان مکانیزمی را داشت که برای باز کردن پنجه بکار می برد .

در حالیکه در پروتز استاندارد (دست الکتریکی) پنجه با استفاده از کابلهای لاستیکی در موقعیکه فشار برداشته میشود خود به خود می بندد.

وسیله ای که در انتهای دست مصنوعی بکار می رفت نیز در هر دو دست کاملاً متفاوت بود ، در یکی چنگک و در دیگری جزئی که از نظر ظاهر بیشتر شبیه دست انسان بود .

روشهای ارزیابی بخاطر این اختلاف بیشتر قابل انجام شد .

نتایج متوسط این بیماران در موقع این بررسی 36 سال بود ، مسن ترین 57 ساله و جوانترین آنها 20 ساله بود.

فقط یکی دارای قطع عضو از هر دو دست بود.

22 بیمار دست راست و20 بیمار دست چپ خود را از دست داده بودند .

39 نفر مرد و 6نفر زن بودند .

18 بیمار دست الکتریکی خود را تقریباً در تمام مدت سرکار استفاده کرده بودند .

هیچ بیماری پروتز میوالکتریکی را بطور کامل رد نکرده بود، بدین ترتیب از بین 59 بیمارنرخ عدم پذیرش دست 3 از 8 درصد بود .سپس عواملی را که باعث تشویق بیماران برای استفاده از دست الکتریکی می شد مورد بررسی قرار گرفت.این عوامل شامل سن بیماران در موقع حادثه، مدت زمانی که از عضو استاندارد مصنوعی (دست مکانیکی ) استفاده کرده بودند ، سنی که دست الکتریکی را گرفته بودند ،نسبت استفاده از انواع مختلف پروتزهای استاندارد، درجه تنفرشان از آن، و وقوع(ikidense) توموری از بافت عصبی تشکیل شدهneuro mota گرافت پوستی و سایر مشکلات در دست مصنوعی بود .

در حالیکه بعضی از این عوامل قابل ملاحظه بودند ، معلوم شد که عامل اصلی نوع کار بیمار است .