ربات توانبخشی ایرانی تعادل را به بیماران باز می‌گرداند
سیناپرس: این ربات میتواند علاوه بر کمک به پزشک در تشخیص بیماری و انتخاب تمرینات مناسب، بیمار را به صورت تقریبا خودکار مورد توانبخشی قرار دهد. نمونه‌ای از ربات توانبخشی تعادل به تازگی در مرکز تحقیقات فناوری‌های توانبخشی عصبی هوشمند جواد موفقیان رونمایی و مورد بهره قرار گرفته است.
سکته، عارضه‌ای است که اگر فردی جان سالم از آن به در ببرد احتمالا مجبور است تا مدت‌ها با تبعات آن دست به گریبان باشد. یکی از مهمترین مشکلات بیمارانی که دچار سکته شده‌اند، از دست دادن یا کاهش توان در برخی اعضای حرکتی بدن است که در بسیاری موارد با تمرینات صحیح توانبخشی قابل بازگشت است. در این میان حفظ تعادل در توانبخشی بیمارانی که دچار سکته شده‌اند موضوعی کلیدی است چراکه در صورت موفقیت پزشک در بازگرداندن قدرت حفظ تعادل به بیمار سایر فعالیت‌های توانبخشی نیز شتابی دو چندان میگیرند. دکتر سعید بهزادیپور، استاد گروه بیومکانیک دانشگاه صنعتی شریف درباره اهمیت بازگشت تعادل به بیماران نیازمند توانبخشی می‌گوید:« ناتوانی بیمار در حفظ تعادل در واقع قدرت راه رفتن را از وی سلب میکند و این خود باعث بروز مشکلات جانبی دیگری میشود که فرآیند توانبخشی را کند میکند. اما از موقعی که بیمار بتواند راه برود یک جهشی در فرآیند بهبودش اتفاق می افتد در اینصورت وی میتواند شخصا به پزشک مراجعه کند و نیازی نیست دونفر او را همراهی کنند و این امر تاثیر مثبتی بروی روحیه بیمار میگذارد که خود دلیل دیگری است بر اهمیت موضوع حفظ تعادل.»
مشکل پول که با طراحی بومی حل شد
هزینه‌های طراحی و توسعه بالا در تجهیزات پزشکی باعث میشود که هزینه تمام شده این دستگاه‌ها به ویژه در کشورهای اروپایی و غربی که فرآیند کسب مجوزها باعث خواب سرمایه میشود با هزینه فروش خیلی تفاوت داشته باشد. دکتر بهزادیپور در این رابطه می‌گوید:« ارزش افزوده بالا در حوزه تجهیزات پزشکی جذابیت بالایی را برای شرکت‌های مختلف ایجاد میکند و در کشور ما هم تجهیزات پزشکی جزء حوزه های استراتژیک هست.» همین امر باعث شد تا گروه بیومکانیک دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی شریف نیز مجموعه‌ای از فعالیت‌ها را در راستای دستیابی به فناوری‌های نوین پزشکی به ویژه در زمینه دستگاههای توانبخشی هوشمند اجرا کند. استاد گروه بیومکانیک دانشگاه شریف می‌گوید:« از جمله فعالیت‌هایی که انجام شد توسعه دستگاههای سبک و قابل حمل بود که بیماران بتوانند در منزل استفاده کنند که این فعالیت منجر به توسعه چند دستگاه شد. همچنین ساخت دستگاههایی که در کلینیک استفاده میشوند نیز یکی دیگر از این فعالیت‌ها بود. این دستگاه‌ها هر چند گران قیمت هستند اما یک طیف وسیعی از خدمات سنجش سلامت ؛ارزیابی بیمار و تمرینهای توانبخشی را میتوانند اجرا کنند. در این حوزه یک دستگاه رباتیک یا ربات تمرین تعادل، تقریبا تمام تست ها و ارزیابی هایی که برای سنجش کیفیت حفظ تعادل یک بیمار بعد از سکته و تمریناتی که مورد نیاز است تا این بیمار بتواند توانایی حفظ تعادل بدست بیاورد را میتواند اجرا کند.» وی می‌افزاید:« به دلیل اهمیت ربات‌های توانبخشی تعادل هم‌اکنون دو شرکت خارجی نمونه‌های تجاری چنین رباتی را در جهان می‌سازند و با قیمت‌های گزافی به فروش می‌رسانند و برخی دانشگاه‌ها و کلینیک‌های ایرانی هم آنها را خریداری کرده‌اند اما قیمت ۸۰ میلیون تومانی این دستگاه‌ها باعث شده هزینه استفاده از آنها به حدی بالا باشد که اغلب بیماران قادر به پرداخت آن نباشند. چنین است که این دستگاههای خارجی هم‌اکنون بیشتر جنبه تزئینی در کلینیک‌ها پیدا کرده‌اند و مورد استفاده عملی قرار نمی‌گیرند.» سرپرست پروژه ساخت ربات توانبخشی تعادل با ذکر نیاز کشور به حدودا ۱۰۰ دستگاه از این ربات‌ها می‌گوید:« رویکرد تیم پژوهشی در طراحی این دستگاه کاهش هزینه‌ها تا حدی بوده که قابل استفاده برای بیماران باشد بدون آنکه از قابلیت‌های دستگاه کاسته شود.» بهزادیپور می‌افزاید:« ما با ترفندهایی توانسته‌ایم به گونه‌ای عمل کنیم که توانمندی‌های ربات ساخت داخل با وجود حذف برخی بخش‌ها کاهش نیابد حتی می‌توان گفت در حال حاضر کارآیی نمونه 80 میلیون تومانی خارجی از نمونه ارزانقیمت ایرانی کمتر است.» وی ترفندهای کار تیم تحقیقاتی را اینگونه فاش میکند:« ما در واقع دو دستگاه مختلف را با هم تلفیق کردیم و عملکرد هردو را به یکدیگر اضافه کردیم اما در کنار آن، قسمتهایی که احساس میشد هزینه ای که به ما تحمیل می کنند بیشتر از ارزش عملکردی آن‌هاست را حذف کردیم. حذف این بخش‌ها بر اساس شرایط اکثریت بیماران ایرانی انجام شده. در واقع ما بومی سازی دستگاه را در طراحی به گونه‌ای انجام دادیم که نتیجه آن رباتی با قیمت مناسب است که هر چند عملکرد هر دو دستگاه را به طور کامل ندارد اما پرکاربردترین قابلیت‌های آنها که شامل ۹۰ درصد قابلیت‌ها میشد را دارد. »
نرم‌افزار، محور نوآوری در ربات توانبخشی تعادل
ربات توانبخشی ساخته شده در دانشگاه صنعتی شریف بنا بر گفته دکتر بهزادیپور به خودی خود دستگاه پیچیده‌ای نیست و سخت افزار آن عمدتا از حسگرها و قطعاتی تشکیل شده است که در بازار قابل تهیه می‌باشد اما نرم‌افزار این ربات اصلی ترین فناوری است که استاد دانشگاه شریف کسب آن را مایه غرور دانسته و چنین می‌گوید:«عمده نوآوری ما در آن نرم افزاری است که باید بر اساس داده های حسگرها بتواند تجزیه و تحلیل انجام دهد و از اینها اطلاعات و نتایج بالینی استخراج کنند، مثلا، شما از روی نحوه توزیع نیرو در زیر پای بیمار بتوانید بفهمید که آیا بیمار درست ایستاده است یا خیر؟ یا بتوانیم بیمار را تست کنیم که آیا می تواند این الگوی اعمال نیرو به زمین را با نیروی خودش و با اراده جابه جا کند؟ تمام این موارد تبدیل می شود به طراحی نرم افزارهای کاربردی، که در نهایت بر روی صفحه نمایش، جلوی فرد قرار می گیرد و در قالب یک بازی سرگرم کننده نشان داده می شود و فرد سعی میکند که آن تمرین را انجام دهد. ما هم در حین انجام این تمرین اطلاعات مورد نیاز خودمان را استخراج کرده و نتیجه گیری می کنیم. عمده تلاش ما بر این است که فضای مجازی بین کاربر و دستگاه را بتوانیم به صورت جذاب طراحی کرده تا طی این فرآیند بتوانیم حرکات او را تحلیل کنیم.» دکتر بهزادیپور همچنین سخت ترین بخش کار در بعد سخت‌افزاری را اینگونه بر می‌شمارد:« از مجموع کارهایی که باید در بخش سخت افزاری ساخته شود ؛الکترونیک و کنترل به انرژی فکری و پژوهشی بیشتری نیاز دارند.»
سیگنالهای الکتریکی که با پزشک سخن می‌گویند
استاد دانشگاه صنعتی شریف، شیوه عملکرد این دستگاه را چنین تشریح میکند:« این دستگاه، پلتفورمی را فراهم کرده که بیمار روی آن می ایستد و علاوه بر اندازه‌گیری توزیع وزن، بین پاهای بیمار به این پلتفورم در دو جهت حرکتی تغییر زوایه میدهد یعنی زیر پای بیمار را می‌چرخاند و با اعمال کردن این حرکتها میتواند شرایط بهم خوردن تعادل را شبیه سازی کند و بیمار را برای حفظ کردن تعادلش وادار به عکس العمل کند .عکس العمل بیمار که بصورت تغییر توزیع وزن بین پاها هست توسط دستگاه ثبت شده و تشخیص داده میشود که این الگوی عکس العمل با الگوی یک انسان نرمال چقدر فاصله دارد و این اطلاعات برای تحلیل شرایط فرد استفاده میشود همینطور بیمار باید دسته های دستگاه را برای انجام حرکات بگیرد که این دسته‌ها هم مجددا به حسگرهایی مجهز هستند که نحوه اعمال نیرو توسط دست را هم اندازه میگیرند که با استفاده از نیروهایی که دست‌های بیمار به دسته دستگاه و پاهای بیمار به صفحه زیرپا وارد میکنند ما تقریبا تخمین میزنیم که نحوه ایستادن فرد به چه صورت است که این اطلاعات مواد خام برای تحلیل وضعیت بیمار را فراهم میکنند. نتایج این تحلیل‌ها به پزشک کمک میکند تا تمرین مناسب را انتخاب کند و همچنین با مقایسه این الگوها در طول زمان بتواند تصمیم بگیرد که الگوی بهبود بیمار چگونه است و نحوه پیشرفتش به چه صورت بوده است. کسی که تعادلش را خوب می تواند حفظ کند، همیشه مرکز فشارش یا محل اعمال نیروی وزنش روی زمین بین دو تا پایش قرار گرفته است و یا حرکات این مرکز فشار یک الگوی درستی دارد که اینها معیارهای ما برای تشخیص و نمره دهی به افراد می شوند.»
راهی که ادامه دارد
دکتر بهزادیپور معتقد است هر چند این ربات به خوبی عمل میکند اما این پایان راه نیست. وی در این باره می‌گوید:« ما هیچ وقت نمیتوانیم بگوییم ساخت ربات توانبخشی حفظ تعادل تمام شده است زیرا وزن زیادی از نوآوری در این دستگاه مربوط به بخش نرم افزاری آن است یعنی بخشی که اطلاعات خام حاصل از سیگنالهای حسگرها را تحلیل و تبدیل به اطلاعات مورد استفاده برای پزشک و یا حتی بازخورد برای خود بیمار میکند. کاری که الان تیم ما انجام میدهد حرکت به سمت هوشمندتر کردن این دستگاه است به طور مثال در حال حاضر حدود شش شاخص معروف در بحث تعادل است که دستگاههای خارجی آنها را محاسبه می کنند و دستگاه ما هم میتواند همه آنها را محاسبه کند اما اینکه شاخص های جدیدی می شود تعریف کرد که اینها بتوانند تحلیل دقیقتری از کیفیت حفظ تعادل بیمار به ما ارائه دهند، در حال حاضر موضوع پایان‌نامه یکی از دانشجویان دکترای من است که این نتایج منجر به نرم افزارهای جدیدی می شود که به دستگاه اضافه می شود و آن را هوشمند تر میکند.» وی هوشمندتر کردن دستگاه را با زبانی دیگر اینگونه تشریح میکند:«به عبارتی این دستگاه سخت افزاری دارد که یکسری سیگنال نیرو را اندازه گیری میکند و سیگنال حرکت را اعمال میکند ترجمه این سیگنال ها به ا طلاعات درمانی کاری است که ما روی آن سرمایه گذاری میکنیم و مشخص میکنیم معنی کم و زیاد شدن این سیگنال ها برای یک درمانگر چه میتواند باشد .در این زمینه یک همکاری با دانشکده توانبخشی دانشگاه علوم پزشکی ایران شروع کردیم . آنها یک کلینیک بیماران سکته ای که دارند که یک نسخه ای از دستگاه آنجا در حال انجام یکسری تستهای بالینی هست.»
همکاری مهندسان و پزشکان
یکی از دشوارترین چالش‌های فنی بر سر راه توسعه این دستگاه از دیدگاه سرپرست این پروژه ترجمه زبان ماشین به مفاهیم قابل فهم برای انسان است که این چالش با کار مشترک مهندسان دانشگاه شریف و پزشکان دانشگاه علوم پزشکی ایران مرتفع شد. بهزادیپور در این رابطه می‌گوید:« یکی از چالش برانگیزترین بخش‌های کار از نظر فنی همان جایی است که مرز بین مهندسی و پزشکی است. یعنی آنجایی که ما باید اطلاعات مهندسی یا اطلاعات ریاضی که ازعملکرد یک بیمار دریافت میکنیم را ترجمه کنیم به زبان پزشکی که درمانگر بتواند آن را فهمیده و در موردش قضاوت کند و مجددا نظر او و خواست او را ترجمه کنیم به زبان مهندسی و بعد تبدیل به یک حرکت و عملی که به هر حال باید با این دستگاه اتفاق بیافتد.این قسمت چالشی است که تمام شدنی هم نیست و تمام تحقیق و توسعه ای را که انجام میدهیم روی همین فاز است که این ترجمه از دو زبان به یکدیگر را چگونه انجام دهیم.»
ربات کی به بازار می‌آید
فناوری زمانی واقعا به خدمت جامعه در می‌اید که فرآیند تجاری سازی را طی کرده باشد. دکتر بهزادیپور ضمن اشاره به مراحل تجاری سازی می‌گوید:«ما تا به حال بر روی چند نسخه از این ربات کار کرده ایم که نمونه اول ساخته شده و در کلینیک موفقیان نصب شده و دو نسخه جدیدش را داریم الان میسازیم که در دو کلینیک دیگر نصب خواهد شد که یک فاز ارزیابی بالینی دقیق در این سه کلینیک در مجموع انجام دهیم.» وی می‌افزاید:« قبل از اینکه ربات توانبخشی تعادل تجاری سازی شود باید ارزیابی های کلینیکی به صورت جدی و جزئی اتفاق افتد. با این حال می‌توان گفت فاز تجاری سازی به تعبیری شروع شده چون ارزیابی کلینیکی خودش پیش نیاز است اما اینکه دقیق بگوییم در چه تاریخی برای فروش آماده است معلوم نیست و حدس میزنیم دو سال دیگر نیاز است سپری شود.»
No tags for this post.
