دمج التكنولوجيا في الممارسة السريرية في إعادة التأهيل العصبي

دمج التكنولوجيا في الممارسة السريرية في إعادة التأهيل العصبي

يعرض هذا المقال ويناقش تكامل التكنولوجيا المدعومة بالحاسوب كنهج واحد لتحقيق أقصى قدر من الاستقلالية ونوعية الحياة لدى كبار السن والأشخاص الذين يعانون من إعاقات جسدية متوسطة إلى شديدة، كما تستخدم روبوتات إعادة التأهيل والتكنولوجيا المدعومة بالكمبيوتر واجهات الدماغ وواجهات الاستشعار الحركية وبيئات الواقع الافتراضي وبرامج الألعاب القائمة على التعلم لمعالجة الإعاقات الحسية والحركية والإدراكية وتحسين مهارات الذاكرة والقدرات البدنية المطلوبة للتنقل المستقل والرعاية الذاتية في في المنزل وفي المجتمع وفي العمل وأثناء أداء الأنشطة الترفيهية.

مقدمة لتطبيق الروبوتات والتكنولوجيا في إعادة التأهيل

الغرض هو إثارة المتخصصين في إعادة التأهيل حول دمج التكنولوجيا في إعادة التأهيل وإمكانية توسيع إمكانيات الشفاء والتكيف والتعويض والتعافي للأفراد الذين يعانون من إعاقات عصبية، حيث تعتبر الروبوتات والتكنولوجيا مكملين للعلاج التأهيلي الفردية وليست بديلاً عن العلاج الفردي.

الهدف من تقنية إعادة التأهيل هو تمكين الأطباء والأفراد والمعالجين من تحمل المسؤولية والسيطرة على البيئة وتسهيل التعافي الجسدي والمعرفي والامتثال للممارسات القائمة على التعلم لدفع التكيف العصبي وإعادة التنظيم العصبي،منذ أوائل التسعينيات، تمكنت العلوم الطبية من تقليل الأضرار التي لحقت بالجهاز العصبي نظام postinjury ومن المعروف أن الجهاز العصبي المركزي يمتلك القدرة على الشفاء والتعافي التلقائي.

يمكن استخدام التدريب الحسي والحركي القائم على التعلم لدفع استعادة الوظيفة، روبوتات إعادة التأهيل هي إضافة منطقية للتدخلات العلاجية الخاضعة للإشراف الفردي، كما يمكن أن توفر التكنولوجيا الروبوتية الخدمة أو عدم الثقل أو المساعدة السلبية أو المساعدة النشطة أو المساعدة المتغيرة حسب الطلب أو مزيج من الخدمة والمساعدة.

توفر التكنولوجيا المحوسبة والروبوتية الأساس للمرضى لممارسة المهام الهادفة والموجهة نحو الهدف والمتقدمة والمتباعدة بمرور الوقت والانضمام إليها، كما يمكن أن تقلل هذه التقنية أيضًا من مخاطر الإصابة أثناء إعادة التدريب ويمكن للواجهات الآلية والمشغلات وأجهزة التحكم تحويل الإشارات الحسية والجسدية والمعرفية للتحكم في الروبوتات والسماح بإدراك العلاقات المكانية وتعبئة الأفراد في الفضاء والمساعدة في التلاعب بالأشياء وتوفير الدعم العاطفي والسماح للأفراد بطلب المساعدة والتواصل معهم الآخرين.

بالإضافة إلى ذلك، من خلال بيئات التدريب الافتراضية الإبداعية وتكنولوجيا الألعاب، يمكن للمرضى تحسين الذاكرة والمهارات الحركية وجودة الحركة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تساعد أجهزة محاكاة المرضى المهنيين الطبيين على تعلم عمليات التشخيص والتدخلات العلاجية والتقنيات اليدوية، كما يمكن للتكنولوجيا المدعومة بالكمبيوتر أيضًا تحسين قدرتنا على تعليم برامج التمارين المنزلية للمرضى. على مدى السنوات العشر القادمة، ستعمل التكنولوجيا الروبوتية على توسيع الفرص للأطباء لمساعدة المرضى على تحقيق أقصى قدر من الاستقلالية وجودة الحياة مع اعتماد أقل على الآخرين.

تاريخ دعم استخدام التكنولوجيا في إعادة التأهيل العصبي

تم تقديم فكرة الربط بين التكنولوجيا وإعادة التأهيل من قبل جورج جي كيلين في الأربعينيات من القرن الماضي، حيث كان مخترعًا منتجًا من كندا اخترع الكرسي المتحرك الكهربائي لمرضى الشلل الرباعي ومسدس الجراحة المجهرية ومجموعة واسعة من أنظمة التروس الصناعية، كما ساهم في ابتكارات دولية مهمة في مجال الطيران وتكنولوجيا الفضاء.

خلال أوائل السبعينيات، ظهر مجال جديد يُعرف باسم الميكاترونكس والذي يجمع بين مبادئ التصميم الميكانيكية والكهربائية وهندسة التحكم لإنتاج مجموعة متنوعة من الأجهزة العملية المفيدة، الأجهزة العصبية والعضلية الهيكلية ذات الأنظمة البيولوجية للتحكم في تفاعلات الآلة البشرية وتسهيلها وكذلك تطوير واجهات وأجهزة استشعار ومشغلات ومواد للطاقة لإنشاء أجهزة وظيفية للاستخدام البشري.

عُقد أول مؤتمر حول روبوتات إعادة التأهيل في عام 1990 وهناك الآن مؤتمرات متعددة كل عام حول روبوتات إعادة التأهيل. في عام 1999، أنشأت جمعية الروبوتات والأتمتة اللجنة الفنية لروبوتات إعادة التأهيل لتحسين التعريفات والفهم حول إعادة التأهيل والروبوتات المساعدة وقد تم تحديد نطاق هذه اللجنة الفنية مؤخرًا على أنه روبوتات إعادة التأهيل والروبوتات المساعدة، هذا التعديل هو النتيجة المباشرة للتقدم العلمي والنضج الذي تم التوصل إليه في هذا المجال البحثي الواسع.

الهدف من روبوتات إعادة التأهيل هو التحقيق في تطبيق الروبوتات على الإجراءات العلاجية لتحقيق أفضل ما يمكن من التعافي الحركي والمعرفي والوظيفي للأشخاص الذين يعانون من إعاقات مرتبطة بالتهاب أو مرض أو صدمة (مثل السكتة الدماغية والاضطرابات العصبية الحركية وصدمات الدماغ وجراحة العظام  والمرض المعرفي).

على وجه الخصوص، تشتمل الروبوتات الخدمية على وسائل مساعدة لدعم الحياة المستقلة للأشخاص الذين يعانون من قيود مزمنة أو تنكسية في القدرات الحركية و / أو الإدراكية، مثل المعاقين بشدة وكبار السن وعادة ما تكون مثل هذه الأجهزة الروبوتية مكونات رئيسية لأنظمة مساعدة وداعمة أكثر عمومية، عادةً ما تدمج روبوتات الخدمة هذه الأجهزة عن بُعد والميكاترونيك وغيرها من الأجهزة التكنولوجية مثل تصميمات المنازل الذكية والواجهات المتقدمة بين الإنسان والآلة.

من ناحية أخرى، يتم دمج الأجهزة الروبوتية المساعدة المبتكرة والسلبية والفعالة والديناميكية في برامج إعادة التأهيل لتحقيق أقصى قدر من التعافي ومهارات الاستقلال الوظيفي ويشك بعض الأطباء في استخدام الروبوتات في إعادة التأهيل، حيث يشعر بعض مقدمي الرعاية الصحية بالقلق من أن الروبوتات ستحل محل المعالجين، كما يشعر آخرون بالقلق من أن الروبوتات غير آمنة.

ومع ذلك، فقد أصر الباحثون على تطوير أجهزة مبتكرة واستراتيجيات تحكم جديدة وتحسين الامتثال وأنظمة التحكم في التغذية إلى الأمام والتكيف وكذلك النمذجة المحوسبة. بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير أجهزة ذراع آلية جديدة يمكن ارتداؤها (على سبيل المثال، MIT-Manus و MIME و ARM و i ARM) لتوضيح ومعالجة التحديات الهندسية المتعلقة بما يمكن أن يفعله الروبوت والفيزيائية المنطقية، أهداف للمساعدة النشطة والمفاصل وأنواع الحركات التي يمكن مساعدتها بأمان.

الاستخدامات الشائعة لأجهزة الروبوتات في إعادة التأهيل

ليس هناك شك في أن الطلب على روبوتات إعادة التأهيل يتزايد حاليًا، خاصة مع الجنود المصابين بإصابات رضحية العائدين من مناطق الحرب ومع شيخوخة جيل الطفرة السكانية. مع انتشار الأجهزة المبتكرة واستراتيجيات التحكم الجديدة وأنظمة الامتثال المحسّنة واستراتيجيات تضخيم الأخطاء والضوابط التكيفية وتحسين النمذجة الحاسوبية العصبية، يمكن للروبوتات والتكنولوجيا أن تقدم المساعدة داخل البيئات الافتراضية لتسريع التعلم والاسترداد.

للتحمل، يجب أن تكون تقنية إعادة التأهيل والأجهزة الروبوتية ذات أسعار معقولة ومتعددة الاستخدامات وآمنة وموثوقة ودائمة وقابلة للإصلاح وسهلة الاستخدام. إذا كانت الأجهزة قابلة للارتداء، فيجب أن تكون خفيفة الوزن وسهلة الارتداء والخلع ومحمولة ومقبولة من الناحية التجميلية، كما يجب أيضًا أن تكون الأجهزة الروبوتية قابلة للتكيف عبر مجموعة متنوعة من المستخدمين والبيئات.

اعتمادًا على الغرض منها، يمكن أن تعمل أجهزة إعادة التأهيل بمقاومة من المستخدم أو تكون على مقربة من المستخدم أو يمكن توصيلها بالمستخدم، كما يمكن التحكم في الجهاز من خلال واجهة حركية أو حسية أو دماغية، يمكن للجهاز أداء المهام للأفراد وتحريك الفرد بشكل سلبي وتحقيق الاستقرار في الحركة ومساعدة وتوجيه الحركة ومقاومة الحركة وحتى أن يكون (ذكيًا)، كما يمكن أن يكون التحدي التكنولوجي الأساسي الذي لا يزال قائما هو تعقيد التحكم في دقة واتجاه وتوازن وقوة الأجهزة الروبوتية عبر أجزاء الجسم المتعددة لإنجاز مهمة بنجاح.

يعد هذا تحديًا خاصًا عند إنشاء روبوتات يمكن ارتداؤها للاستخدام البشري ولا يزال مجال إعادة التأهيل الروبوتات في مراحله الأولى. ومع ذلك، مع زيادة الطلب على استراتيجيات إعادة تأهيل فعالة حيث يجري تطوير العديد من الابتكارات الجديدة والمثيرة، كما أن هناك العديد من الأنظمة الروبوتية في مراحل مختلفة من البحث والتطوير ولكن القليل منها فقط متاح تجاريا.

تحديات هندسة الروبوتات واسعة، سيحتاج الأطباء إلى المشاركة في الأبحاث للمساعدة في توثيق النتائج الفعالة من حيث التكلفة بالإضافة إلى تطوير معايير فحص فعالة لمطابقة احتياجات المريض مع الأجهزة الروبوتية المتاحة.

كما سيكون أحد هذه التحديات هو سد الفجوة بين السمات الميكانيكية لأجهزة الاستشعار الروبوتية والمحركات وأجهزة التحكم والمعالجات الدقيقة والقوة والسرعة والاحتكاك وفك الوزن وتحمل الضغط وتصميم البرامج والمرونة مع الطرف البشري والدماغ والجهاز العصبي، كما  يجب النظر باستمرار في القضايا المهمة المتعلقة بالسلامة والمواد والتكنولوجيا وجودة آلة المطابقة وحركات الإنسان.