فلج مغزی (Cerebral Palsy – CP) یکی از شایعترین اختلالات حرکتی دوران کودکی است که به دلیل آسیب مغزی در دوران جنینی یا اوایل زندگی، موجب مشکلاتی در کنترل عضلات و حرکت میشود. یکی از عوارض رایج در این کودکان، جابهجایی تدریجی مفصل ران است؛ پدیدهای دردناک و ناتوانکننده که در صورت پیشرفت میتواند به جراحیهای سنگین و طولانیمدت منجر شود.
در سالهای اخیر، رویکردی نوین برای حل این موضوع شکل گرفته است: طراحی بریسهای هوشمند و سبک برای حفظ پایداری مفصل ران و جلوگیری از جابهجایی آن. این بریسها به گونهای طراحی میشوند که بتوانند نیروهای نامتقارن ناشی از اسپاستیسیته عضلات (بهویژه عضلات نزدیککنندهی ران) را تعدیل کرده و مفصل را در وضعیت پایدار نگه دارند. درواقع، هدف آنها جایگزینی با جراحی نیست، بلکه پیشگیری زودهنگام و کاهش بار درمانی آینده است.
طراحی مهندسی با توجه به بدن انسان
در طراحی چنین بریسهایی، دانش بیومکانیک و مهندسی مکانیک نقشی کلیدی دارد. مهندسان با استفاده از دادههای حرکتی (Motion Capture) و مدلهای سهبعدی از مفصل ران, طراحی بریس را به گونه ای انجام میدهند که هم بیشترین پایداری مکانیکی را ایجاد کند و هم کمترین محدودیت حرکتی و ناراحتی را برای کودک داشته باشد.
نسلهای جدید بریسها از مواد سبک، انعطافپذیر و تنفسی ساخته میشوند و گاهی به حسگرهایی مجهز هستند که زاویۀ ران یا میزان فشار وارد بر مفصل را در زمان واقعی پایش میکنند. برخی نمونههای پژوهشی حتی از سیستمهای هوشمند تطبیقی بهره میبرند که با رشد کودک یا تغییر الگوی حرکتی، به صورت خودکار تنظیم میشوند.
پژوهشهای نوین و نتایج امیدوارکننده بریس ها
نتایج یک مطالعه اخیر نشان داده است که استفاده از بریس در کودکان با عدم توانایی راه رفتن (سطوح IV و V در طبقهبندی GMFCS )، به طور معناداری باعث کاهش «درصد مهاجرت مفصل ران» در طی ۱۲ ماه شده است، در حالی که در گروه کنترل این شاخص افزایش یافته است. این نتایج نشان میدهد که با مداخلات مکانیکی مناسب، میتوان از پیشرفت بسیاری از مشکلات مفصلی جلوگیری کرد و نیاز به جراحیهای پیچیده را کاهش داد.
البته هنوز مسیر تحقیقاتی این فناوری ادامه دارد. پژوهشگران در حال بررسی عواملی مانند طول مدت استفاده، راحتی، انطباق و بهینهسازی طراحی برای سطوح مختلف حرکتی هستند.
چشمانداز آینده
بریسهای هوشمند تنها یکی از مصادیق نقش مهندسی در بهبود کیفیت زندگی کودکان مبتلا به CP هستند. ترکیب این ابزارها با فناوریهای نو مانند حسگرهای پوشیدنی، تحلیل دادههای حرکتی و یادگیری ماشین، میتواند آیندهای را رقم بزند که در آن پایش سلامت حرکتی و مداخلۀ پیشگیرانه بهصورت هوشمند و شخصی انجام شود؛ همچنین در این مسیر از مشکلات و سختیهای حرکتی این کودکان نیز کاسته شود.
نویسنده: محمدامین یحیی | ورودی 1403 کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف در گرایش طراحی کاربردی
انجمن علمی حرکت
