إعادة التأهيل باستخدام طرف اصطناعي بعد إصابة الحبل الشوكي

إعادة التأهيل باستخدام طرف اصطناعي بعد إصابة الحبل الشوكي

تصيب إصابة الحبل الشوكي ما يقرب من 23 شخصًا لكل مليون وهناك 180.000 حالة جديدة يتم الإبلاغ عنها كل عام في الولايات المتحدة. بالمقارنة مع الإعاقات العصبية الأخرى مثل الحوادث الوعائية الدماغية أو التصلب المتعدد، اصابات النخاع الشوكي غير شائعة نسبيًا، مع ما يقرب من 276000 شخص يعيشون مع اصابات النخاع الشوكي الرضحية أو غير الرضحية في الولايات المتحدة اعتبارًا من أغسطس 2014.

ومع ذلك، فإن التأثير الاقتصادي لهذا الكيان كبير بشكل غير متناسب بسبب حدوثه في مجموعة سكانية تتكون في الغالب من الأشخاص في سن العمل. بالإضافة إلى ذلك، اصابات النخاع الشوكي هي اضطراب طبي يؤدي إلى العديد من العواقب الصحية المحتملة وقد تشمل عواقب انخفاض الحركة بعد اصابات النخاع الشوكي مشاكل القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي والعضلي الهيكلي ومشاكل التمثيل الغذائي وكذلك الامعاء العصبية والمثانة والتشنج وآلام الأعصاب وغيرها.

من المفهوم أن اصابات النخاع الشوكي يمكن أن تكون حدثًا دراميًا يغير حياة الفرد، كما تتأثر جميعًا الرفاهية المالية ومتوسط ​​العمر المتوقع والتوقعات الاجتماعية ونوعية الحياة العامة وينتج عن المرض عادة إما عجز كامل أو تقييد كبير في القدرة على المشي، مما يتطلب استخدام الطاقة أو الكراسي المتحركة اليدوية أو غيرها من الأجهزة المساعدة للتنقل، بعد اصابات النخاع الشوكي، تكون القدرة على الوصول إلى البيئة في وضع الوقوف أو المشي أو صعود السلالم معرضة للخطر.

ما يقرب من 70٪ من المصابين بإصابات النخاع الشوكي يستخدمون الكرسي المتحرك كطريقة اساسيه للتنقل، هذا يحد من وصولهم إلى المجتمع ويقلل من قدرتهم على الانخراط في النشاط البدني واحتمال مشاركتهم فيه، إدراكًا لقيود الحركة هذه تم تطوير تقنيات الهيكل الخارجي بهدف تحسينها.

تصنيف إصابة الحبل الشوكي

يصنف اصابات النخاع الشوكي عادة وفقًا للمعايير الدولية للتصنيف العصبي لإصابة الحبل الشوكي، كما يستخدم هذا النظام مقياس ضعف الجمعية الأمريكية لإصابة الحبل الشوكي، يمكن أن يكون لدى الأشخاص إصابة كاملة أو غير كاملة في الحبل الشوكي، كما يشير إصابات الحبل الشوكي الكاملة إلى إصابة كاملة في النخاع الشوكي حيث لا يكون للموضوع وظيفة حسية أو حركية في الأجزاء العجزية، هي إصابة غير مكتملة يتم فيها الحفاظ على الوظيفة الحسية في الأجزاء المقدسة ولكن لا توجد وظيفة حركية بثلاثة مستويات أسفل مستوى المحرك على جانبي الجسم.

إصابة النخاع الشوكي الشوكي في الفقرة الثالثة هي إصابة حسية وحركية غير مكتملة مع أكثر من نصف العضلات الموجودة أسفل موقع الإصابة تحتوي على درجة أقل من 3 من 5 في اختبار العضلات اليدوي، والفقرة الرابعة هي إصابة حسية وحركية غير مكتملة حيث يكون نصف العضلات على الأقل تحت المستوى العصبي بدرجة 3 أو أعلى، هي إصابة سابقة حيث يخضع الشخص الآن لاختبار حسي وحركي طبيعي، كما قد يكون التشنج موجودًا.

آثار قلة الوزن على الشخص المصاب بإصابة في الحبل الشوكي

تمت مراجعة تأثيرات اصابات النخاع الشوكي على أجهزة الجسم المختلفة على نطاق واسع وقد سلطت العديد من الدراسات الضوء على هذه التغييرات بوضوح، مع انخفاض التحميل من انخفاض مستوى النشاط البدني أو التمرين، فإن الأفراد الذين يعانون من اصابات النخاع الشوكي لديهم مخاطر متزايدة للإصابة بالسمنة، ضمور العضلات، هشاشة العظام، تصلب الشرايين المتسارع، داء السكري من النوع 2 ومضاعفات ثانوية أخرى تزيد من خطر الإصابة بالسكتة الدماغية والقلب التاجي مرض، كما قد تشمل المشاكل الصحية الأخرى فقدًا كبيرًا في العظام خلال أول عامين من الإصابة وتغيير تكوين الجسم والتشوهات الأيضية وتطور التعظم غير المتجانس وهو نوع من تكوين العظام غير الطبيعي الذي قد يضعف نطاق حركة المفصل.

علاوة على ذلك، فإن هذه المجموعة معرضة لخطر الإصابة بالأمراض المصاحبة المرتبطة بإصابات النخاع الشوكي مثل ضعف الأمعاء والمثانة والتشنج وقرحة الضغط وكسور العظام، بعد اصابات النخاع الشوكي، أصيب المصابون بضمور عضلي ملحوظ مع منطقة مقطعية لعضلة الفخذ تصل الى 30٪ الى 50٪ اصغر من تلك الموجودة في الاصحاء خلال عدة أسابيع بعد الإصابة، كما وجدت إحدى الدراسات أنه عند حدوث إصابات النخاع الشوكي كاملة، فقد الشخص المصاب 18٪ إلى 46٪ من حجم العضلات الهيكلية بعد 6 أسابيع فقط بعد الإصابة، إدراكًا لهذه المشكلات المتعلقة بالصحة، تم تطوير تقنيات الهيكل الخارجي بهدف التغلب على هذه القيود.

لطالما كانت هناك حاجة قوية لإدخال تحسينات في تقنية المشي المساعدة لتعزيز حياة صحية ونشطة بعد الإصابة. غالبًا ما تكون المساعدة اليدوية من العديد من المعالجين الفيزيائيين مطلوبة لإعادة التأهيل بعد اصابات النخاع الشوكي، كما يمكن للهياكل الخارجية الروبوتية أن تقلل بشكل كبير من تكلفة تدريب إعادة التأهيل اليدوي وكذلك عدد المعالجين اللازمين لاستعادة الحركة بعد اصابات النخاع الشوكي.

بدأت التطورات في تقنية التمشي مع الأطراف الصناعية الوظيفية، ثم تطورت لتشمل تقويم العظام وروبوتات إعادة التأهيل والآن الهياكل الخارجية التي تعمل بالطاقة، هذه التكنولوجيا ليست مجرد شكل جديد من أشكال الحركة لهذه الموضوعات، كما أنه يؤدي إلى المزيد من أشكال إعادة التأهيل المتقدمة.

تاريخ استخدام الهياكل الخارجية والأطراف الاصطناعية بعد الإصابة

تم العثور على أول جهاز اصطناعي وظيفي في طيبة في مصر ويرجع تاريخه إلى 1025 إلى 740 قبل الميلاد، كما تم اعتباره طرفًا اصطناعيًا وظيفيًا بناءً على هيكله متعدد المفاصل وعلامات الاستخدام المتعلقة بالبلى، تم العثور على إصبع القدم الصناعي هذا لا يزال مرتبطًا بجثة أنثى، حيث أظهر موقع البتر علامات إصابة تم شفاؤها سابقًا، كانت هذه التقنية القديمة هي الأولى من بين العديد من الأجهزة التي تم إنشاؤها لمواجهة ضعف يؤثر على التمشي، بعد عدة قرون من العثور على هذا الجهاز التعويضي القديم، تم تطوير معدات تقويم جديدة ليستخدمها الأشخاص المصابون بإصابات النخاع الشوكي وإصابات أخرى مماثلة، بما في ذلك أجهزة تقويم الأطراف العلوية والسفلية.

سمحت هذه الأجهزة الجديدة لبعض الأشخاص بالتنقل ولكنها تطلبت أيضًا نفقات عالية للطاقة، مما أدى إلى التعب السريع، لا تزال هناك حاجة لتطوير تقنية جديدة تتطلب جهدًا أقل كثافة وتوفر المزيد من الاستقرار في الوضع، حيث يعتبر الهيكل الخارجي المزوَّد بالطاقة، هيكلًا قويًا ومفصلاً ومحملاً للأحمال مصممًا ليرتديه الإنسان ويزيد من قوته وقدرته على التحمل والقفز والجري.

ابتداءً من الستينيات، بدأت وزارة الدفاع الأمريكية في البحث عن تكنولوجيا الروبوتات بهدف تحسين قدرات الجنود، وقد دفع هذا الاهتمام بتطوير الهيكل الخارجي المزود بالطاقة مكتب الولايات المتحدة للبحوث البحرية للعمل مع مختبر كورنيل للطيران لدراسة مدى كفاءة هذه التكنولوجيا وفعاليتها من حيث التكلفة في بيئة العالم الحقيقي، حيث وجدت هذه الدراسات أن الهيكل الخارجي على شكل جسم الإنسان لديه القدرة على إكمال معظم المهام المطلوبة للاستخدام العسكري. في عام 1960، صممت شركة جنرال إلكتريك طرفا متنقلة ذات هيكل خارجي آلي وزنها 1500 رطل أطلق عليها اسم هارديمان والتي سمحت لمن يرتديها برفع ما يصل إلى 750 رطلاً. استخدم هذا النظام نهجًا يسمى نظام السيد-العبد حيث كان الهيكل الخارجي الخارجي يعتبر العبد ويظلل إشارات الهيكل الخارجي الداخلي والذي كان يعتبر السيد.

تم التحكم في هذا الجزء الرئيسي من الهيكل الخارجي بواسطة المشغل البشري. ومع ذلك، بسبب وزنه الثقيل وسرعته البطيئة، لم يكن من الممكن استخدامه عمليًا، تم إجراء عدة محاولات سابقة لتطوير أول هيكل خارجي لإعادة تأهيل الأشخاص المصابين بالشلل النصفي في عيادة تقويم العظام في بلغراد في عام 1972 وفي عام 1986، ومع ذلك، لم تحصل على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية. حصل عدد من الهياكل الخارجية الأخرى التي تعمل بالطاقة على تصريح تسويقي للاستخدام المؤسسي والشخصي من قبل إدارة الغذاء والدواء لإعادة تأهيل الأشخاص المصابين بإصابات النخاع الشوكي.