The Effect of Prosthetic Microprocessor Technology on Fall Prevention in Lower Limb Amputees

وتمثل هذه الإخفاقات خطراً واسعاً ومدمراً على الأفراد الذين لديهم بترات منخفضة من الأطراف، وتُفيد مراكز مكافحة الأمراض والوقاية بأن ما يصل إلى 50 في المائة من المبتدئين في المجتمعات المحلية يواجهون خريفاً واحداً على الأقل في السنة، حيث يُعانون من إصابات كثيرة تؤدي إلى دخول المستشفيات، وتقليص حركة التنقل، وفقدان الاستقلال في الأجل الطويل، بينما تؤدي عمليات الاستعراض الميكانيكية التقليدية إلى تغيير في المعلومات الاستخباراتية اللازمة للاستجابة السريعة للتغيرات.

وعلى عكس الأجهزة السلبية الآلية، فإن أجهزة التبريد المصغرة تضم أجهزة الاستشعار، والمعالجات الدقيقة، والملاجئ التي ترصد باستمرار مرحلة الغيام، والزاوية المشتركة، وقوات الرد على الأرض، وتعمل هذه المكونات في إطار منسّق لتعديل الموقف ومقاومة المرحلة المؤقتة، والركود، وديناميات الكاحل، مما يتيح مستوى القابلية للتكيّف الذي لم يكن ممكناً في السابق، وذلك بتوفير وسائل التحكم غير المستقرة.

Understanding Prosthetic Microprocessor Technology

وعادة ما تصنف نظم التجهيزات الدقيقة الاصطناعية بواسطة المركب الذي تسيطر عليه، وأكثرها دراسة هي الركبتين اللتين تسيطر عليهما أجهزة معالجة صغيرة، مثل نظام C-Leg، وGenium، وRheo Knee، وتسمح هذه الأجهزة باستخدام قياسات العجلات، وأجهزة التكليل، وأجهزة الصخور التي تُستخدم لكشف سرعة المصيد في الوقت المناسب، وتُعدل مرحلة من التعثر.

الكاحلات والأقدام الصغيرة مثل الفول بروبريو وفول فولت إيلان، كما هي الحال مع إعادة تكييف الدوسيفورين وزوايا الترجيح استجابة لكشف المنحدرات، هذه الأجهزة يمكن أن تزيد تلقائياً من مجموعة الحركات على العناوين وتخفضها على التراجع، وتحافظ على حركة التدوير الطبيعية وتخفض خطر التضاعف،

كيف يعمل المُستشعرون والغوريث معاً

وفي صميم كل جهاز من أجهزة التبريد المصغرة، هو جناح استشعار يلتقط بيانات حركية وواقعية، وتشمل أجهزة الاستشعار النموذجية: خلايا التحميل التي تقيس القوى المزروعة واللحظات على اليون؛ ووحدات القياس غير المباشر التي تتبع التسرع والسرعة المتأرجحة؛ ونماذج البوليتيوم أو أجهزة الصمامات التي ترصد الزوايا المشتركة.

وقت الاستجابة حرج، يمكن أن يحدث انخفاض في أقل من 300 ميل ثاني، لذا يجب أن يتكيف النظام في دورة واحدة من دورات الـ (جيت)

آليات منع وقوع خسائر

وتظهر الخسائر بين المبتورة عادة أثناء أنشطة رفع الوزن: ارتفاع من كرسي، والوقوف على ساق واحدة، والسير على أرض غير متماثلة، أو السلالم الخفية، وتفتقر الاصطناعية إلى القدرة على تعديل التشوه أو تحطيم خط الوسط؛ وتعتمد على القانون غير الصحيح للمستعمل وعلى الهيئة العليا للتعويض، ويزيد هذا التعويض من نفقات الطاقة ويحتاج إلى يقظة دائمة، مما يؤدي إلى ظهور عوامل سمينة.

مكافحة الرواقص الديناميكية

خلال مرحلة الإيقاف، يُتيح جهاز التحكم بالصدمات مقاومة عالية لضغط الركبة، ويغلق الركبة بشكل فعال ضد التملق، وفي الازدحام الميكانيكي، يتم تحقيق الاستقرار في التمارين الأرضية، وآلية مُضللة تُستخدم عند تطبيق الوزن، ولكن إذا لم يتم تمديد الركبة بالكامل أو إذا كانت خطوات المستخدم على جسم ما، فإن المكابح قد لا يُشغل بسرعة كافية لمنع حدوث انهيار.

الرقابة على السواحل

كما أن التحكم في مرحلة التبريد أمر مهم بنفس القدر، فالركع الميكانيكي التقليدي يرتحل في كتبة ثابتة يحددها الاحتكاك أو البيئات المتحركة، وإذا كان المستعمل يسير بسرعة أو أبطأ، فإن التأرجح قد يكون سريعاً جداً أو بطيئاً جداً، مما يؤدي إلى خنق الأرض أو الركبة بحيث لا يمتد إلى حد كبير، مما يؤدي إلى الحد من سرعة الركبة إلى الحد من سرعة التأقلم.

استراتيجيات تحديد العقبات والتفاوض

ومن السمات المتقدمة الأخرى القدرة على كشف العقبات وتعديل أنماط القذف بصورة استباقية، حيث تستخدم بعض النظم أجهزة قياس الانبعاثات لكشف متى يتصل الاقدام جسماً في منتصف الجناح، وفي مواجهة ذلك، تتسع الركبة بسرعة أكبر لرفع مستوى الركبة فوق العقبة، وهذا يختلف عن التعافي المفاجئ الذي يحدث بعد الاضطرابات، ويستهدف الكشف عن العقبات منع التعثر تماماً.

الأدلة السريرية والدراسات الختامية

(أ) إن نسبة الرش إلى المواد الميكانيكية الصغيرة إلى المواد الميكانيكية المحتوية على مصانع صغيرة ومنتجات خام (Hfner et al.) (2007) في [(FLT:0])

وبعد احتساب الخريف، يكشف تحليل الشعارات الموضوعية عن تحسن الاستقرار، وقد تبين من دراسة أجريت في عام 2020 باستخدام نظام تسجيل الحركة أن مستخدمي نظام إم بي كيني كان لديهما نزوحات رأسية أقل من الكتلة وتراجع في مسارات الشاحنات أثناء السير - علامات بيولوجية ميكانيكية لتحسين التوازن، بل إن البحث عن أحداث " الانتعاش المفاجئ " في المختبرات الخاضعة للرقابة أظهر أن مستخدمي نظام إم بي كيني يمكن أن يستردوا من ثلاثات محاكاتها 85 في المائة من الوقت، مقارنة بمفهوم الميكانيكية فقط.

(أ) نتائج الإبلاغ عن المرضى قاهرة بنفس القدر: في دراسة استقصائية شملت 240 من المبتدين أجراها ائتلاف الأمبوتو، أبلغ 78 في المائة من مستخدمي الحركة عن انخفاض كبير في الخوف من الانخفاض، وزاد 65 في المائة من تواتر التلقيم المجتمعي، وهذا القلق النفسي إزاء الانخفاض في مستوى الركبة هو في حد ذاته عامل وقائي، حيث يميل الأفراد الأقل خوفاً إلى الانتقال مع مزيد من التساهل وأقل تردداً إلى علم.

التحديات في مجال التبني والتنفيذ

وعلى الرغم من الفوائد التي يمكن إثباتها، فإن الاعتماد الواسع النطاق للمنتجات الاصطناعية الصغرى يواجه حواجز كبيرة، أبرزها التكلفة، إذ يمكن أن تبلغ تكلفة ركبتها الواحدة من المجهزات الصغرى ما بين 000 30 و000 80 دولار، وقد يتجاوز نظام المصانع الدقيقة الكامل 000 100 دولار، وتتفاوت التغطية التأمينية؛ وستأذن شركات التأمين الخاصة بالعديد من المركبات للمنتجات المتعددة التي تستوفي معايير وظيفية محددة (كلغ).

نوبة واقية وحياة البطارية

والضعف هو شاغل آخر، إذ أن ركبتي المجهزتين بموجات صغيرة تبلغان ٣ إلى ٤ باوندات، وهي أثقل من الركبتين الميكانيكيتين )٥,١ إلى ٢,٥ جنيها( أما بالنسبة للمرضى الأكبر سنا أو الضعفاء، فإن الكتلة الإضافية يمكن أن تزيد من نفقات الطاقة وربما تعوض بعض الفوائد، غير أن التقدم الأخير في المواد - ألياف الكربون وبطارية التيتانيوم - قد يقل وزنها.

دورة تدريبية وتعلمية

يتطلب الاستخدام الفعال لأطراف معالجة صغيرة تدريباً رسمياً من طبيب نفسي محترف ومعالج مادي، ويجب على المستعملين أن يثقوا في ردود الجهاز ويدمجوا تعليقاتهم في صمتهم، وبعض الأفراد في البداية يبالغون في حقهم، ويعجزون عن تحميل البرمجيات بشكل مناسب، ويستغرق التدريب النموذجي 4-8 أسابيع، مع القيام بزيارات متعددة لضبط المواصفات في مجال البرمجيات.

2 - الاحتواء والصلاحية

ولا يرشح جميع المبتدئين تكنولوجيا التجهيزات الدقيقة، إذ أن ضعف الإدراك وضعف التوازن في الأطراف غير الصحيحة أو التجانسات الهامة (مثلاً، الاضطرابات العصبية المتقدمة) قد تحول دون الاستخدام الآمن، فالتكنولوجيا تتطلب من المستخدم الذي يمكنه أن يسير بسرعة متغيرة على مختلف التضاريس؛ وبالنسبة للأفراد الذين لا يترددون إلا على سطح الأرض، فإن وجود عوامل ميكانيكية أكثر فعالية من حيث التكلفة.

الاتجاهات المستقبلية والابتكارات الناشئة

ويستعد الجيل القادم من المجهزين بالأجهزة الاصطناعية المصغرة للتغلب على القيود الحالية من خلال التكامل مع الاستخبارات الاصطناعية والتقليل إلى أدنى حد والربط، كما أن الباحثين يقومون بتطوير مقاييس تنبؤية يمكن أن تتوقع حدوث مخاطر من خلال رصد مستويات تقلب المراهنة والارتفاع في مستويات التقلب في الوقت الحقيقي، وعلى سبيل المثال، يمكن لنظام يكشف عن زيادة تقلبات سرعة السير على نحو أكبر من أن يُنُعُدُمُهُ إلى حدّ إلى حدّ.

AI-Driven التعديلات الموصى بها

عدة مجموعات بحثية، خاصة في جامعة (ميشيغان) وجامعة (توينتي) أظهرت نموذجاً أولياً للسيطرة على الـ"آي آي"

التكامل مع البيئات الذكية والقابلات للزراعة

و هناك حدود أخرى هي دمج الاصطناعيين بنظم منزلية ذكية وأجهزة استشعار قابلة للارتداء، على سبيل المثال، يمكن لجهاز طابق ذكي أن يكتشف زلة وشيكة

تخفيض التكاليف وتحسين إمكانية الوصول

وتبذل جهود لخفض تكلفة المواد الاصطناعية الصغيرة، وتطبق شركات مثل أوتوبوك وأوسور وفيلاوير برامجيات متعددة الأبعاد توفر العديد من سمات الأمان في نقطة أسعار أقل، وتتوسع مبادرات التصميم المفتوحة المصدر، مثل تطوير مكونات الإنتاج الصناعي المنخفض التكلفة، في نهاية المطاف، في نطاق تدابير الدعوة، وتشمل تدابير الرقابة على السلع الصغيرة.

البطاريات وجنيات الطاقة

إن حياة البطارية تتحسن مع تكنولوجيات جني الطاقة التي تلتقط الطاقة الحركية من المشي إلى إعادة شحن النظام، وقد أظهرت بعض النماذج التجريبية أجهزة الاستشعار ذاتية القدرة باستخدام مواد فائقة الارتداد التي تجسد في القدم، وإذا أصبحت هذه المواد قابلة للتطبيق تجاريا، فلن يحتاج المستعملون إلى تحميلها يومياً على الميكانيكية الاصطناعية، مما يزيل خللاً كبيراً من التكنولوجيا المتطورة في المستقبل.

خاتمة

وقد أثبتت تكنولوجيا التجهيزات الدقيقة الاصطناعية أنها أداة قوية في مكافحة الشلالات التي تصيب المبتورة السفلى، ومن خلال الإستشعار المستمر لبيئة المستخدم وتعديل السلوك المشترك في الوقت الحقيقي، تخفض هذه الأجهزة مخاطر السقوط، وتحسن استقرار المراهنات، وتعيد الثقة في التنقل، وتظهر الأدلة السريرية باستمرار انخفاضات في العمر، وتحسين التوازن الميكانيكي الأحيائي، وزيادة الرضا بين مستخدمي نظام إم بي كيهيدز، مقارنة مع أولئك الذين يستخدمون عوامل الميكانيكية الميكانيكية.

كما أن الابتكارات التي تقوم بها منظمة العفو الدولية، والربط، والمواد ذات الطابع الصناعي، ستتحول إلى أخف وأذكى، وأكثر تكلفة، والدمج النهائي للمقاييس التنبؤية والوصلات البينية البيئية الذكية، لزيادة الوقاية من الخريف، والانتقال من التكيف التفاعلي إلى الحماية الاستباقية، وبالنسبة للمستوصفات، فإن الركبة تكون واضحة: