محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با هدف توانمندسازی مدجویان با آسیب نخاعی برای انجام کار‌های روزمره با استفاده از پردازش همزمان علامت های«EEG و EMG»، موفق به ارزیابی الگوی حرکاتی مفصل آرنج شدند.
بر اساس این گزارش، دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری این طرح گفت: آمار جهانی تعداد افراد مددجوی با آسیب نخاعی سطح ۶ C ۵/C (مهره‌های C ۵-C ۶ در قسمت پایینی ستون فقرات گردنی، بالا پشت و گردن زیاد است. این مددجویان در هر جامعه برای انجام کار‌های روزمره، نیازمند مراقبت با هزینه‌های گزاف هستند.
به گفته مهدیه خلیق فرد، علاوه بر آن از جنبه اجتماعی نیز این افراد در تعامل با محیط خود با اختلالات فراوانی دست و پنجه نرم می‌کنند. از این رو نیاز به توسعه‌ی ابزار‌های کمک حرکتی، برای افراد مددجو بسیار حایز اهمیت است.
این محقق افزود: محققین مهندسی پزشکی در زمینه فناوری عصبی در تلاشند تا با توسعه ابزار‌های کمک حرکتی نظیر اندامک‌های عصبی کیفیت زندگی را برای افراد مددجو بهبود بخشند.
به گفته وی این تحقیق با هدف توانمندسازی افراد مددجو با آسیب نخاعی سطح ۶ C ۵/C انجام گرفته است. با ثبت و پردازش علامت‌های مغزی (EEG) و فعالیت الکتریکی عضلات سالم این افراد (EMG)، اطلاعات حرکتی اراده شده توسط فرد تخمین زده می‌شود. این کار با استفاده از این اطلاعات و هوش مصنوعی حرکات اراده شده شناخته شده و با تحریک عضله معیوب، حرکاتی نظیر آب خوردن، پاسخ به تلفن، جابه‌جایی اشیاء و ریختن آب از پارچ انجام‌پذیر است.
وی افزود: بازسازی مسیر‌های سه بُعدی در فعالیت‌های روزمره زندگی با استفاده از علامت‌های حیاتی EEG و EMG، توسعه کاربردی ابزار‌های کمک حرکتی را برای افراد مددجو بهبود می‌یابد.
این محقق با بیان اینکه محدودیت‌های اساسی نظیر آتروفی یا خستگی زودهنگام عضلات، بهره‌گیری تنها از علامت EMG افراد ناتوان حرکتی را با چالش همراه کرده است، اظهار داشت: دقت پایین، نرخ پایین انتقال داده و لزوم توجه بالای فردی نیز از جمله محدودیت‌های به‌کارگیری تنها از سیگنال EEG در ابزار‌های کمک حرکتی است.
به گفته وی با بهره‌گیری مناسب از ترکیب این علامت‌های حیاتی با هدف کاهش محدودیت‌ها، رویکرد جدیدی است که انتخاب ساختار ترکیبی را لازم می‌شود.
وی با بیان اینکه با هدف بهبود رمزگشایی عصبی داده‌های کینماتیک و تعمیم پذیری آن، بهره‌گیری از فرضیه کنترل حرکت مغز توسط سینرژی‌های عضلات پیشنهاد شده است، تآکید نمود که رویکرد این تحقیق در جهت کسب فناوری عصبی در راستای توسعه سامانه‌های هوشمند رابط انسان - ماشین و ارتقای مرز دانش در طراحی نروپروتز‌های اندام فوقانی نقش به سزایی دارد.
به گفته این پژوهشگر دانشگاه صنعتی امیرکبیر، ساختار پیشنهادی برای بهره‌گیری از اطلاعات حرکتی دو علامت EEG و EMG افزایش معنی داری را در دقت رمزگشایی داده‌های کینماتیک در مقایسه با روش‌های EEG و EMG تنها نشان داده است که می‌تواند در توسعه و بهبود توانایی ابزار‌های کمک حرکتی و توانبخشی نظیر سیستم‌های FES، BCI، ربات‌های پوشیدنی و نروپروتز‌ها به کار گرفته شود.
وی ادامه داد: طراحی سامانه کنترل ردیابی مسیر، ادامه پژوهش در راستای عملی‌سازی آن خواهد بود که همراه با ساختار ترکیبی EEG-EMG پیشنهادی علاوه بر هموارسازی مسیر‌های حرکت و جابه‌جایی در بین حرکات، خطای ناشی از مدلسازی را نیز می‌تواند جبران سازد.
به گفته وی، با توجه به مدلسازی و شبیه‌سازی کار، برای کاربردی کردن آن، لازم است در ادامه پژوهش کار بر روی افراد ناتوان حرکتی پیاده سازی شود. این کار تاکنون به دلیل کمبود وسایل پژوهشی، امکان آزمایش حیوانی و نیمه صنعتی شدن آن انجام نشده است.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر با معرفی ویژگی‌های طرح گفت: در این تحقیق برای اولین بار ساختاری سلسله مراتبی پیشنهاد شده است که مبتنی بر فرضیه کنترل حرکت مغز توسط سینرژی‌های عضلات همراه با طبقه‌بند ترکیبی EEG و EMG مسیر‌های حرکات ADL تخمین زده شده است.
وی گفت: این پژوهش از آماده‌سازی تجهیزات لازم برای ثبت سیگنال‌های مغزی و عضلات و نیز هماهنگ کردن آن‌ها به‌منظور ثبت همزمان تا کسب نتایج نهایی در تأیید فرضیه آن حدود چهارسال زمان برده است.
به گفته وی فرضیه پیشنهادی در این طرح رویکرد جدیدی است که برای شناسایی نوع حرکت قصد شده پیش از اجرای حرکت تا تخمین مسیر‌های سه بُعدی حرکات ADL نمونه‌های داخلی و خارجی ندارد.
روش پیش‌بینی نوع حرکت اراده شده توسط علامت‌های مغزی پیش از اجرای حرکت برای حرکات ADL یک نمونه داخلی را شامل می‌شود که با روش پیشنهادی این تحقیق و نحوه ارزیابی آن به صورت نابسته به فرد به‌منظور تعمیم‌پذیر بودن آن متفاوت است.
این محقق درمورد مزیت‌های رقابتی طرح نیز گفت: این تحقیق با هدف توانمندسازی ابزار‌های کمک حرکتی، بازسازی مسیر‌های سه بُعدی از حرکات روزمره‌ی زندگی در اندام فوقانی را مد نظر قرار داده است که نتایج آن قابلیت اطمینان بیشتری را برای کاربرد عملی آن نسبت به مطالعات محدود انجام گرفته بر روی حرکات گسسته‌ی فلکشن/اکستنشن زانو یا آرنج دارا است، ضمن اینکه در ارزیابی نتایج آن به‌صورت غیر وابسته به فرد تعمیم‌پذیر بودن روش، مد نظر قرار گرفته است.