دست‌ها و ابزارهای انتهایی پروتز اندام فوقانی

دست‌ها و ابزارهای انتهایی پروتز اندام فوقانی، اجزای پایانی یک پروتز بازو هستند که با اشیاء تعامل می‌کنند و قابلیت گرفتن، نیشگون گرفتن یا چنگال‌مانند را فراهم می‌آورند. آنها هم از نظر شکل — دست‌های آناتومیک در مقابل قلاب‌های دوشاخه و ابزارها — و هم از نظر نحوه کنترل توسط کاربر، که از سیستم‌های کابلی با نیروی بدن تا دستگاه‌های مایوالکتریک که با سیگنال‌های عضلانی هدایت می‌شوند، متفاوت هستند.

Definition

ابزار انتهایی اندام فوقانی، جزئی در انتهای پروتز بازو است که عمل گرفتن (prehension) را انجام می‌دهد — یک دست پروتزی، قلاب یا ابزار تخصصی — و ممکن است با نیروی بدن از طریق یک مهار و کابل یا با کنترل خارجی (مایوالکتریک) که توسط سیگنال‌های عضلانی هدایت می‌شود، کار کند.

Scope

این موضوع به عملکرد و طراحی ابزارهای انتهایی اندام فوقانی، استراتژی‌های اصلی کنترل (با نیروی بدن و مایوالکتریک، شامل تشخیص الگو و بازعصب‌دهی هدفمند عضلانی) و مبادلات بین مهارت، بازخورد، وزن و قابلیت اطمینان می‌پردازد. این یک مرور کلی مرجع از اجزا و کنترل اندام فوقانی است، نه یک راهنمای تجویز یا نصب.

Core questions

• یک ابزار انتهایی اندام فوقانی چه عملکردهای گرفتنی را باید فراهم کند و دست‌ها و قلاب‌ها چه تفاوتی دارند؟
• استراتژی‌های کنترل با نیروی بدن و مایوالکتریک چگونه عمل می‌کنند؟
• تشخیص الگو و بازعصب‌دهی هدفمند عضلانی چگونه کنترل دستگاه‌های چندکاره را گسترش می‌دهند؟
• چه مبادلاتی بین مهارت، بازخورد، وزن و قابلیت اطمینان وجود دارد؟

Key concepts

• ابزار انتهایی (دست، قلاب، ابزار)
• الگوهای گرفتن و چنگ زدن
• کنترل با نیروی بدن (با کابل)
• کنترل مایوالکتریک (با نیروی خارجی)
• کنترل مستقیم در مقابل تشخیص الگو
• بازعصب‌دهی هدفمند عضلانی
• بازخورد حسی و وزن دستگاه

Mechanisms

یک ابزار انتهایی، گرفتن را از طریق سطوح متقابل (انگشتان یا شاخه‌های قلاب) که باز و بسته می‌شوند، تولید می‌کند. دستگاه‌های با نیروی بدن از یک مهار و کابل استفاده می‌کنند تا حرکت شانه یا کتف دستگاه را باز یا بسته کند و به کاربر از طریق کابل بازخورد نیروی ذاتی بدهد. دستگاه‌های مایوالکتریک سیگنال‌های الکتریکی را از عضلات باقیمانده از طریق الکترودهای سطحی تشخیص داده و آنها را به اقدامات دستگاه ترجمه می‌کنند؛ در کنترل مستقیم، یک جفت محل عضلانی باز و بسته شدن را هدایت می‌کند، در حالی که کنترل تشخیص الگو، الگوهای هماهنگ فعالیت عضلانی را برای انتخاب بین عملکردهای بیشتر تفسیر می‌کند. بازعصب‌دهی هدفمند عضلانی (Targeted muscle reinnervation) به صورت جراحی اعصاب باقیمانده را به عضلات سالم هدایت می‌کند و سایت‌های کنترلی شهودی اضافی ایجاد کرده و سیگنال‌های موجود برای کنترل مایوالکتریک چندکاره را بهبود می‌بخشد. طراحی‌ها مهارت و تعداد گرفتن‌ها را در مقابل وزن، هزینه، استحکام و بازخورد حسی محدود که دستگاه‌های فعلی ارائه می‌دهند، مبادله می‌کنند.

Clinical relevance

انتخاب ابزار انتهایی و استراتژی کنترل، چگونگی انجام وظایف روزمره توسط فرد و میزان پذیرش و ادامه استفاده از پروتز اندام فوقانی را شکل می‌دهد، بنابراین درک گزینه‌ها از تصمیم‌گیری‌های مشترک در توانبخشی حمایت می‌کند. این موضوع دستگاه‌ها، روش‌های کنترل و شواهد را برای مرجع و آموزش توصیف می‌کند؛ این موضوع تجویز فردی، نصب یا راهنمایی جراحی را ارائه نمی‌دهد.

Evidence & guidelines

شواهد مربوط به کنترل پروتز اندام فوقانی شامل مطالعات کنترل‌شده و یک کارآزمایی بالینی تصادفی است که نشان می‌دهد، برای کاربران منتخب با بازعصب‌دهی هدفمند عضلانی، کنترل تشخیص الگو می‌تواند در وظایف عملکردی بهتر از کنترل مستقیم معمولی عمل کند. بخش عمده‌ای از شواهد گسترده‌تر شامل مطالعات آزمایشگاهی و بالینی کوچک است و نرخ بالای رها کردن پروتزهای اندام فوقانی همچنان یک چالش شناخته‌شده در این زمینه است.

History

پروتزهای اندام فوقانی برای مدت طولانی به قلاب‌های دوشاخه و دست‌های با نیروی بدن که توسط سیستم‌های مهار و کابل کار می‌کردند، متکی بودند. کنترل مایوالکتریک با استفاده از سیگنال‌های عضلانی باقیمانده در طول اواخر قرن بیستم توسعه یافت و پیشرفت‌های بعدی در دست‌های چندمفصلی، کنترل تشخیص الگو و بازعصب‌دهی هدفمند عضلانی با هدف گسترش تعداد عملکردهایی بود که کاربر می‌تواند به صورت شهودی فرمان دهد.

Debates

آیا دست‌های پیشرفته مایوالکتریک و چندمفصلی در استفاده روزمره بهتر از دستگاه‌های ساده‌تر عمل می‌کنند؟

مطالعات کنترل‌شده، از جمله یک کارآزمایی تصادفی پس از بازعصب‌دهی هدفمند عضلانی، نشان می‌دهند که کنترل تشخیص الگو می‌تواند در وظایف بهتر از کنترل مستقیم عمل کند، با این حال دستگاه‌های با نیروی بدن مزایایی در استحکام، وزن و بازخورد دارند و نرخ بالای رها کردن، ادعاهای برتری کلی را پیچیده می‌کند.

Seminal works

• kuiken-2009
• hargrove-2017

Frequently asked questions

تفاوت بین ابزارهای انتهایی با نیروی بدن و مایوالکتریک چیست؟

دستگاه‌های با نیروی بدن به صورت مکانیکی از طریق یک مهار و کابل که توسط حرکت بدن هدایت می‌شود، کار می‌کنند، در حالی که دستگاه‌های مایوالکتریک از الکترودها برای تشخیص سیگنال‌های عضلانی و موتورهای الکتریکی برای باز و بسته کردن ابزار انتهایی استفاده می‌کنند.

بازعصب‌دهی هدفمند عضلانی چیست؟

این یک روش جراحی است که اعصاب باقیمانده را به عضلات سالم هدایت می‌کند تا سیگنال‌های کنترلی اضافی تولید کنند، که می‌تواند سایت‌های شهودی‌تری برای کنترل پروتز مایوالکتریک چندکاره فراهم کند.