الاتجاهات المستقبلية والبحوث في استخدام أجهزة التقويم
تقدم التطورات في مجالات المواد والميكانيكا الحيوية والإلكترونيات والتصغير والإلكترونيات الحيوية إمكانات كبيرة لتحسين أجهزة التقويم، كما يجب أن يؤدي التطبيق الحكيم للتكنولوجيا المتطورة إلى جانب توسيع المعرفة بوظيفة تقويم العظام وأفضل طريقة لمطابقة هذه الوظيفة مع احتياجات المريض الفردية إلى تحسين نتائج المرضى.
حيث أن معظم أجهزة التقويم المستخدمة حاليًا في الرعاية السريرية هي أجهزة تخزين طاقة سلبية مصنوعة من لدائن حرارية صلبة نسبيًا مبطنة برغوة ناعمة، تحتوي على نوابض ومخمدات توفر مساعدة محدودة وحركة تحكم، كما يمكن أن يؤدي استخدام التعزيزات المعدنية إلى زيادة الصلابة وبالتالي الدعم، ومع ذلك، فإن هذا يضيف كلاً من الوزن والتكلفة. أظهرت التصميمات الأكثر حداثة في البناء التقويمي والتي تشمل مركبات خفيفة الوزن ومخزنة للطاقة مثل ألياف الكربون، نتائج واعدة من حيث قبول المريض ووظيفته.
ومع ذلك، فإن هذه الأجهزة أغلى بكثير وتوفر فرصة محدودة لتعديل ما بعد التصنيع، مثل تغيير خطوط القطع عن طريق قطع المواد وتنعيم الحواف. من ناحية أخرى، يمكن على سبيل المثال، تسخين الأقواس التي تعتمد على اللدائن الحرارية وتعديل شكلها لاستيعاب التغييرات التشريحية والحجم ويمكن القيام بذلك بشكل متكرر. علاوة على ذلك، تسمح الوصلات المعدنية المستخدمة لتوضيح المفصلة بزيادة نطاق الحركة المدعوم وخفضه وتحويله بشكل متكرر.
تسمح أجهزة تقويم الكاحل والقدم التقليدية التي يمكن تصنيعها بمفاصل معدنية بإمكانية تعديل بسيطة ومتزايدة بشكل كبير ولكنها تزيد من الوزن والصيانة والتكلفة. في بعض الحالات، يمكن تعديل ملف تعريف الدعم الخاص بالدعامة عن طريق تغيير صلابة إدخال المفصل (الزنبركات أو المطاط الصناعي) وهي ميزة مهمة في بيئة تتطلب وصفًا مبكرًا للأجهزة عندما يكون تعافي المريض يتطور ويمنع السداد المحدود تلفيق جهاز آخر
أجهزة التحكم بالوقوف
على مدى العقدين الماضيين، نضجت أجهزة تقويم الركبة والكاحل والقدم الكهروميكانيكية والمعروفة باسم أجهزة التحكم في الموقف وأصبحت أكثر رسوخًا كخيارات، على الأقل تجاريًا، تستخدم هذه الأجهزة تقنية الاستشعار التي توفر تلقائيًا ثبات الركبة في طور الوقوف وتسمح بانثناء الركبة أثناء مرحلة التأرجح، بناءً على بعض القواعد البسيطة. على سبيل المثال، يظل FreeWalk من Ottobock و Stride من Becker Orthopedic مغلقين حتى يشير ملامسة القدم إلى أن الساق في مرحلة التأرجح وبالتالي يُسمح للركبة بالانحناء، كما يستخدم C-Brace من Ottobock معلومات حركية مشتركة مُعالجة بواسطة معالج دقيق يتحكم في أسطوانة هيدروليكية لتوفير الدعم في مرحلة الوقوف وللسماح بحركة الركبة المجانية أثناء التأرجح.
يتيح هذا الجهاز للمرضى النزول بشكل متبادل على المنحدرات والسلالم والسير على أرض غير مستوية، كما تحتوي هذه الأجهزة أيضًا على خوارزمية الكشف عن التعثر والاسترداد التي تقلل السقوط. بشكل عام، يكون هذا التحكم الانتقائي منطقيًا كتحسين على الدعامة المغلقة بشكل دائم التي تعطل السيولة والميكانيكا الحيوية للمشي العادي على حساب توفير استقرار مرحلة الموقف.
تم توثيق التحسين الوظيفي باستخدام هذه التقنية، لكن التكلفة المالية الأعلى لنظام الرعاية الصحية تحد من القبول السريري الواسع. مع استجابة واهتمام قويين بما فيه الكفاية من المرضى والممارسين وشركات التأمين، يمكن تطوير قواعد تحكم أكثر تعقيدًا لضمان الأداء المناسب عبر مجموعة من الأنشطة وقدرات المريض. من المحتمل أن يتطلب تحسين قواعد المراقبة جهودًا كبيرة وتجربة وخطأ ومع ذلك، يمكن تعديل هذه القواعد من الأطراف الصناعية حيث تكون قواعد التحكم المماثلة قيد الاستخدام لفترة أطول مما كانت عليه في مجال تقويم العظام. طور آخرون أجهزة مبللة منخفضة الطاقة أو معدومة لتوفير صلابة متغيرة.
تستخدم إحدى المجموعات مثبطًا للزيت يتم فيه التحكم في معدل التدفق ميكانيكيًا، مما يسمح بمقاومة متغيرة، كما تستخدم مجموعة أخرى السائل المغنطيسي للسماح باختلاف المقاومة خلال مرحلة الوقوف، كما يوفر كلا التطبيقين بعض التباين والمرونة، مثل أجهزة التحكم في الموقف، ستكون الحيلة هي التحديد الدقيق للسيطرة التي يحتاجها كل مريض وتنفيذ خطط التحكم الفردية بطريقة عملية وغير متداخلة مع الحد الأدنى من المفاضلات.
مفهوم التحكم الانتقائي الفردي هذا هو خطوة أخرى نحو استعادة العجز الوظيفي الناجم عن المرض أو الإصابة ومفهوم الجهاز التقويمي المضبوط للمريض الذي يتم تصنيعه للاستجابة للاحتياجات الفسيولوجية المحددة للمريض أمر مثير للاهتمام، تحاول مجموعة مدعومة من المعاهد الوطنية للصحة والصناديق الفيدرالية الأخرى تطوير تقنيات التحليل لتحديد الصلابة المثلى الخاصة بالمريض ومجموعة الزاوية لإنتاج جهاز تقويم المخصص باستخدام آلة تشكيل خاصة ثلاثية الأبعاد.
الأجهزة التي تعمل بالطاقة
من المحتمل أن يؤدي تحسين التفاعل بين الإنسان والآلة إلى أجهزة تعد امتدادًا حميمًا للجسم هيكليًا وعصبيًا وديناميكيًا. في الوقت الحاضر، الهياكل الخارجية الطبية قادرة على السماح بالتجول المجتمعي المحدود للأفراد المصابين بالشلل النصفي، كما تشير المجموعة الصغيرة والمتنامية من المؤلفات العلمية حول الاستخدام الطبي للهياكل الخارجية للمساعدة في المشي إلى أنه يمكن للمستخدمين تحقيق سرعات مشي متواضعة (متوسط عبر عدة أجهزة ومجموعات مختلفة من حوالي 0.26 إلى 0.59 م / ث) وربما يرتبط هذا الأداء بسرعات المستخدم، العمر ومستوى الإصابة وعدد الجلسات التدريبية.
هناك أدلة مبكرة تدعم أن استخدامها يقلل من عدم القدرة على الحركة، يخفف التشنج، كما يحسن وظيفة القلب والأمعاء والمثانة الأوتوماتيكية ويحتمل أن يوفر فوائد نفسية ويؤدي إلى تحسين نوعية الحياة، تركزت التطورات ذات الصلة على تطوير الأجهزة التي تعمل بالهيكل الخارجي والتي تساعد على الضعف عن طريق تنشيط الحركة بدلاً من مجرد تقديم الدعم، كما طورت عدة مجموعات نماذج أولية تقوم بهذا بالضبط مع الركبة أو تشغيل الكاحل.
يبدو أن أحد الأجهزة قادر على توليد نواتج قوة كافية، لكن الجهاز ضخم وليس تجميليًا بدرجة كافية للسماح باستخدامه على المدى الطويل. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاعتماد على الطاقة الهوائية يجعل من غير الواضح ما إذا كان يمكن تكييف الجهاز مع جهاز إلكتروني محمول منخفض الطاقة ومستدام الاستخدام. أحد العوامل التي تحد من استخدام الأجهزة التي تعمل بالطاقة بدوام كامل هو ما إذا كانت متطلبات الطاقة الخاصة بها يمكن أن تكون منخفضة بما فيه الكفاية أو سهلة وسريعة التجديد. أيضًا، تعارض الحاجة إلى الحد الأدنى من الحجم لتحقيق الامتثال العالي للمريض الحاجة إلى مشغلات أكبر نسبيًا لتوفير قوى كافية.
على الرغم من أن أجهزة تقويم الركبة تبدو هدفًا للعديد من التطورات الجديدة في المنتجات، فقد أدرك آخرون إمكانية توفيرها سيطرة كبيرة على مستوى النظام من الكاحل واختارت التركيز على هذه المنطقة، كما حددت المجموعة الأخيرة تأثيرات دعم الكاحل على التحكم في ثبات الركبة وتوقعت أن الجهاز الذكي الذي يطابق التحكم المطلوب في مشية مرضية ويمكن تحقيقه من خلال توفير تحكم محسن في الكاحل في العديد من المواقف السريرية.
عادة ما تكون أجهزة تقويم القدم أصغر وأخف وزناً وغير مرئية وأقل تكلفة، مما يجعلها خيارات شائعة، كما يبدو من المعقول أن مجموعات من هذا النهج مع عدد لا يحصى من المواد والضوابط الجديدة التي يتم تنفيذها ستؤدي إلى جهاز متعدد الاستخدامات وجيد التحمل، تطوير مواد جديدة لا سيما السوائل الجديدة التي يتم التحكم فيها كهربائيًا (المغنطيسية) والمشغلات التي تستخدم مركبات البوليمر والمعادن الأيونية ومفاتيح النظام الكهروميكانيكي الدقيق، لديها القدرة على تحويل صناعة تقويم العظام بمكونات منخفضة التكلفة وعالية الأداء.
ستكون هذه الأجهزة قادرة على تثبيت المفصل في الوقت المحدد اللازم والسماح بالحركة الحرة عند عدم الحاجة إلى التحكم أو الحد الأدنى من التحكم وكل ذلك بجزء بسيط من وزن المشابك الحالية. التطوير التجاري للاستخدام الميكانيكي الحيوي جار، كما تبشر هذه التكنولوجيا بإكمال أو استبدال المواد السلبية التقليدية المستخدمة في تقويم العظام اليوم. من الناحية النظرية، يعد استخدام العضلات الموجودة بالفعل خطوة أخرى في هذا الاتجاه، كما يهدف التحفيز الكهربائي الوظيفي إلى القيام بذلك بالضبط ولكن تم إعاقته بسبب القيود التقنية التي لا يمكن التغلب عليها على ما يبدو.
