انواع پروتز و اندام مصنوعی

انواع پروتز و اندام مصنوعی امروزه به کمک انسان آمده‌اند تا او بتواند بعد از تجربه قطع عضو فشارهای روحی و عدم توانایی جسمی خود را تا جای ممکن کاهش دهد. پیشرفت علم بسیاری از غیرممکن‌ها را ممکن کرده است. به عنوان مثال می‌توانیم شاهد این باشیم که فردی که پای خود را از دست داده‌ است، می‌تواند در مسابقات ورزشی دومیدانی شرکت کند. در حقیقت می‌توان گفت پروتز یا اندام مصنوعی یکی از بهترین دستاوردهای بشر برای افرادی است که بر اثر حوادث یا بیماری دچار قطع عضو می‌شوند و نیاز به جایگزینی برای اندام از دست رفته خود دارند. انواع پروتز و اندام مصنوعی را می‌توان به دسته‌های مختلفی تقسیم نمود. اگر بخواهیم از نظر کارکردی پروتزها را دسته‌بندی کنیم می‌توان گفت پروتزها به دو دسته پروتزهای عملکردی (فانکشنال) و پروتزهای زیبایی (کاسمتیک) تقسیم می‌شوند. اگر بخواهیم با توجه به محل اندام از دست رفته انواع پروتز را معرفی نماییم می‌توان گفت پروتزها به دو دسته اندام فوقانی و تحتانی بخش‌بندی می‌شوند. در ضمن پروتزها به دو نوع فعال و غیرفعال نیز تقسیم می‌شوند. پروتز غیرفعال به جز ایجاد ظاهر طبیعی معمولا دارای عملکرد کمی است اما پروتز فعال قابلیت‌های کنترلی بیشتری دارد. در این مقاله قصد داریم به معرفی انواع پروتز به همراه عملکرد و ویژگی‌های گوناگون آن‌ها بپردازیم. در ضمن در مقالات قبلی در مورد موضوعات زیر توضیحاتی ارائه کردیم. اگر به دنبال اطلاعات در این موضوعات هستید پیشنهاد می‌کنیم ابتدا این مقالات را مطالعه نمایید:

• قطع عضو یا آمپوتاسیون چیست؟
• جراحی قطع عضو (روش‌ها، عوارض و مراقبت‌های بعد از عمل)
• در مورد پروتز بیشتر بدانید

انواع پروتزهای عملکردی (فانکشنال)

پروتز‌های عملکردی (فانکشنال) به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

• مکانیکی و هیدرولیکال
• هوشمند

در نوع مکانیکی یا هیدرولیکال، انرژی بادی و یا حرکتی را از سمت بدن دریافت شده و به کمک قطعات پروتز به حرکت اندامی تبدیل می‌شود. اما در مورد پروتز هوشمند سنسورهای متصل شده به انتهای عصب و عضله فرد، سیگنال را از مغز دریافت نموده و آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند و نهایتا حرکت اندام اتفاق می‌افتد. در شرایطی که به هر نحوی نتوانیم از نیروی بدنی خود فرد جهت حرکت استفاده کنیم، ناچار به استفاده از نوع هوشمند پروتزها خواهیم بود. در انتهای مقاله در رابطه با پروتز هوشمند اطلاعات بیشتری در اختیار شما قرار خواهیم داد.

انواع پروتز برای بخش فوقانی بدن

پروتزهای اندام فوقانی نسبت به بخش تحتانی عملکرد و مکانیسم‌های کنترلی متفاوتی دارند. به نقل قول از مقاله کتابخانه ملی آمریکا:

جایگزینی عملکردهای بخش فوقانی بدن پیچیده‌تر از بخش تحتانی بدن می‌باشد؛ زیرا کارکردهای اولیه اندام فوقانی نه تنها شامل فعالیت‌های حرکتی کوچک و بزرگ می‌باشد بلکه ترکیبات پیچیده‌تری از فعالیت‌ها مانند مراقبت از خود، تعامل با محیط و دیگران و بیان خود را نیز شامل می‌شود.

البته برخلاف پروتزهای بخش تحتانی نیازی نیست پروتز اندام فوقانی وزن بدن را تحمل کرده و نسبت به فشار و نیروی بالا مقاوم باشد؛ از این رو پروتزهای بخش فوقانی سبک‌تر هستند اما قابلیت‌های کنترلی بیشتری نسبت به پروتزهای بخش تحتانی دارند. در ادامه به معرفی پروتزهای بخش فوقانی بدن خواهیم پرداخت:

پروتز Transradial

پروتز ترنس رادیال به عنوان یک اندام مصنوعی می‌تواند جایگزین قسمت قطع شده در زیر آرنج شود. در این مدل از پروتزها دو نوع اصلی وجود دارد:

• نوع اول: اندام‌های کابلی به وسیله اتصال مهار و کابل در اطراف شانه مخالف بازوی آسیب‌دیده فرد مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• نوع دوم: در این نوع از پروتزهای ترنس رادیال، بازوهای میوالکتریک وجود دارند که توسط الکترودها قادر به حس کردن خواهند بود و هنگامی‌که عضلات بالای بازو حرکت کنند، آن‌ها نیز کار می‌کنند و موجب باز و بسته شدن دست مصنوعی خواهند شد. به عبارت دیگر این نوع پروتز پیشرفته، الکترودهایی جهت ارسال سیگنال به اندام مصنوعی دارد که آن را به همان روشی که یک دست طبیعی حرکت می‌کند، حرکت خواهند داد.

پروتز Transhumeral

پروتز Transhumeral برای جایگزینی قسمت‌های آناتومیکی از دست رفته از زیر شانه تا دست یا در واقع قسمت بازو تا آرنج مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیستم کنترل این نوع از پروتزها وابسته به نیاز و عملکرد افراد خواهد بود. شاید برایتان جالب باشد که بدانید افرادی که دستشان از قسمت زیر شانه قطع می‌شود، مشکلات مشترکی با افرادی دارند که دچار قطع عضو ترنس فمورال (قطع عضو بالای زانو) شده‌اند. در حرکت آرنج پیچیدگی‌هایی وجود دارد که تقلید حرکات را برای اندام مصنوعی دشوارتر می‌سازد. این نوع پروتز‌ها را همچون پروتزهای ترنس شعاعی یا ترنس رادیال، در حالت‌ غیرفعال می‌سازند تا با کمک نیروهای خارجی (دیگر اندام‌های بدن) و یا حالت ترکیبی (هیبریدی) امکان تحرک وجود داشته باشد (در نوع هیبریدی حرکت و باز و بسته کردن دست امکان‌پذیر است). رایج‌ترین نوع سیستم اتصال برای پروتزهای Transhumeral سیستم مکش یا رول خطی است.

انگشتان، دست‌ها و بازوهای سیلیکونی

انواع پروتز سیلیکونی دارای ظاهری بسیار طبیعی هستند زیرا رنگ آن‌ها قابلیت هماهنگی با هر رنگ پوستی را دارد. مواد نرم سازنده این اندام‌های مصنوعی به صورتی قالب‌گیری خواهند شد که در لبه‌ها نازک بوده تا سازگاری و اتصال طبیعی با پوست داشته باشند. اکثر پروتزهای سیلیکونی از طریق مکش بوجود آمده بین پروتز و استامپ انگشت باقی‌مانده، متصل می‌شوند. فشار روی پروتز بر استامپ باقیمانده هوای موجود در بین سیلیکون و پوست را خارج نموده و سیستم اتصالی قابل اعتماد را فراهم خواهد کرد.

ایمپلنت فلزی انگشت

در مورد پروتز انگشت می‌توان از یک ایمپلنت فلزی یا ایمپلنت استخوانی انباشته استفاده کرد که با طول انگشت اصلی مطابقت داشته و از انتهای انگشت قطع شده امتداد خواهد یافت. این نوع پروتز از داخل به وسیله اتصالی اسکلتی پشتیبانی شده و عملکرد خوبی دارد.

انواع پروتز برای بخش تحتانی بدن

یکی از موضوعات مهم در تشخیص پای مصنوعی بیمار، محل قطع شدگی پاست. بیمار ممکن است به پروتزی نیاز باشد که از بالای زانو به بدن متصل شود یا اینکه محل قطع، زیر زانو بوده و نیاز به نوع دیگری از پروتز باشد. در هر شرایط به رویکردی منحصر بفردی جهت بازیابی عملکرد مطلوب نیاز است.

پروتز Transfemoral

اندام مصنوعی ترنس فمورال یکی از انواع پروتز برای جایگزینی اندام بالای زانو می‌باشد. در واقع این پروتز که از ماده‌ای خام و با کیفیت به نام پلی پروپیلن ساخته شده در موارد قطع عضو بالای زانو یا Above-knee (AK) استفاده می‌شود. پروتز Transfemoral اجزای زیادی دارد که به صورت متصل و در کنار هم کار می‌کنند. به علت پیچیدگی حرکت زانو، یک فرد قطع عضو ترنس فمورال باید انرژی بسیار بیشتری (حدود 80 درصد) نسبت به افراد دیگر برای انجام فعالیت‌هایش مصرف کند و معمولا برای بازیابی حرکات طبیعی با مشکلات بیشتری مواجه خواهد بود. از این رو این پروتزها نقش بسیار مهمی در توانایی فرد جهت نشستن، ایستادن، حفظ تعادل و حرکت ایفا می‌کنند و پس از یک دوره نسبتا طولانی توانبخشی، امکان حرکت به ظاهر طبیعی را برای افراد فراهم خواهند کرد.
در طرح‌های پیشرفته اخیر با استفاده و ترکیب بخش‌های مختلفی مانند هیدرولیک، فیبر کربن، موتورها، پیوندهای مکانیکی، ریزپردازنده‌های رایانه‌ای امکانات بیشتری جهت کنترل حرکات در اختیار فرد قرار داده شده است. در سال‌های اخیر دو فناوری جدید اندام‌های رباتیک و اتصال مستقیم استخوان سبب پیدایش دستاوردهای بی‌نظیری شده‌اند.

پروتز Transtibial

پروتز ترنس تیبیال جایگزین عملکرد بخش‌های زیر زانو تا کف پا خواهد بود. افرادی که دچار قطع عضو ترانس تیبیال می‌شوند، غالبا در مقایسه با افرادی که دارای قطع عضو ترانس فمورال هستند، توانایی و راحتی بیشتری در انجام حرکات طبیعی خود دارند؛ در حقیقت وجود زانو علت این سهولت در حرکت خواهد بود. سوکت پروتز، متصل کننده اصلی بین اندام فرد و اندام مصنوعی او است که می‌تواند وزن اندام طبیعی یا همان اندام باقیمانده را توزیع کند.

پروتز ساق پا C-Leg 4

C-Leg 4 پروتزی پیشرفته و شامل ریزپردازنده است که برای افرادی استفاده می‌شود که عضو زیر زانوی آن‌ها قطع شده است. این پروتز ثبات و کنترل بیشتری را به کاربر ارائه خواهد کرد و توسط سنسورهای ژیروسکوپ پیشرفته می‌تواند تنظیمات دقیقی را در مراحل مختلف حرکت انجام دهد تا فرد بدون در نظر گرفتن سرعت یا نوع زمین تا جای ممکن دچار خطراتی همچون سقوط نشود و از تعادل و پشتیبانی خوبی بهره‌مند شود.

انواع پروتز از نظر نوع عملکرد

امروزه فرد دچار قطع عضو با توجه به میزان فعالیت‌های روزانه‌ و همچنین نوع عملکرد پروتز می‌تواندگزینه‌های مختلفی را در بین انواع پروتز انتخاب نماید. به طور کلی اشخاصی که دچار قطع عضو اندام فوقانی شده‌اند برای انتخاب نوع پروتز خود با سه گزینه با منابع قدرتی مختلف روبرو خواهد شد:

• استفاده از نیروی بدن (Body powered): در این حالت بدن می‌تواند پروتز را کنترل کند. مثلا ممکن است یک کابل از قسمت شانه تا دست مصنوعی ادامه پیدا کند. در این صورت همراه با حرکت دادن شانه، پروتز نیز فعال خواهد شد.
• پروتزهای دارای موتور: این نوع از پروتزها به دکمه‌هایی با هدف کنترل حرکت مجهز هستند. به عنوان مثال یک دست مصنوعی می‌تواند به منظور گرفتن اشیا یک دکمه ویژه برای مفصل‌بندی مچ دست و انگشتان داشته باشد.
• Myoelectric Powered: این تکنولوژی جدید به وسیله سیگنال‌های الکتریکی ارسال شده توسط الکترودهایی که روی پوست قرار خواهند گرفت، به اندام‌های مصنوعی نیروی حرکت خواهد بخشید.

انواع پروتز بر اساس نوع ساخت و نحوه اتصال

معمولا اندام‌های مصنوعی را با روش‌های مختلفی به بدن متصل می‌کنند. پروتزها می‌توانند توسط کمربند، کاف یا ساکشن و مکش به محل باقیمانده اندام فرد در محل قطع عضو (استامپ) متصل شوند. در شکل دیگری از اتصال نیز اندام باقیمانده به طور مستقیم با یک سوکت بر روی پروتز قرار خواهد گرفت و یا از آستری استفاده می‌کنند که با قفل پین به سوکت متصل و ثابت شود.
پروتزهای اسکلت بیرونی که به عنوان پروتزهای معمولی نیز شناخته شده‌اند به شکلی سنتی از چوب یا پلاستیک تولید شده و دارای جداره‌هایی با ساختاری مستحکم و شکلی زیبا هستند اما این نوع از پروتزها در مقایسه با پروتزهای اسکلت داخلی قابلیت کمتری برای تنظیم شدن ارائه می‌دهند. پروتز اسکلت درونی ساختاری لوله‌ای شکل دارد و همراه با اجزای اولیه آن، سوکت، سیستم تعلیق پا و واحد زانو به یکدیگر متصل می‌شوند.
در مورد زانوهای مصنوعی نیز می‌توان از دو نوع مکانیکی و رایانه‌ای نام برد. زانوهای مکانیکی را نیز به دو گروه تک محوره و چند محوره (چند مرکزی) تقسیم می‌کنند. زانوهای تک محوره توانایی خم شدن به جلو و عقب را دارند اما زانوهای چند محوره می‌توانند روی چند محور حرکت کنند و بچرخند.

زانوهای تک محوره و چند محوره

• زانوهای تک محوره: این مدل زانوی مصنوعی دارای یک لولای ساده می‌باشند؛ به طوری که مفصل‌های آن‌ در حین خم شدن، حول محور زانو چرخش ساده‌ای را انجام خواهند داد. این نوع از پروتزها بسیار بادوام، سبک و مقرون به صرفه هستند اما فرد باید از قدرت عضلانی خود برای ثابت نگه داشتن زانو در تماس با پاشنه و ایستادن استفاده کند. به این مدل از اندام‌ مصنوعی جهت ایجاد ثبات بیشتر در حالت ایستاده می‌توان یک قفل دستی و همچنین به منظور جلوگیری از چرخش سریع پا یک کنترل اصطکاک ثابت اضافه نمود.
• زانوهای چند محوره: در زانوهای چند محوره (چند مرکزی) این امکان وجود دارد که به شکل چهار میله‌ای (با چهار محور چرخش) یا زانوهای هفت میله‌ای (با هفت محور چرخش) ساخته شوند که البته نوع ۴ میله‌ای آنها متداول‌تر می‌باشد. زانوهای چند محوری دارای یک ویژگی مشترک هستند؛ در این مدل‌ها هنگامی‌که زانو در حالت کشیده است، مرکز چرخش فوری (ICR) بسیار عقب‌تر و بالاتر از محورهای مکانیکی قرار خواهد گرفت. زانوهای استاندارد چندمرکزی برای راه رفتن یک سرعت خاص دارند اما اگر محصول دارای ویژگی‌های پنوماتیک یا هیدرولیک باشد، امکان تغییر سرعت نیز برای بیمار وجود خواهد داشت. این مدل نسبت به نوع تک محوره سنگین‌تر بوده و دارای قطعات بیشتری است. برخی از زانوهای چند مرکزی که به وسیله ریزپردازنده کنترل نمی‌شوند، دارای امکان خم شدن در حالت ایستاده (مثلا در هنگام حرکت بر سطح شیب‌دار یا پله) نیستند اما در عین حال دارای پایداری بسیار مطلوبی بوده و امکان چرخش آسان و نشستن با زانوی خم را فراهم خواهند کرد.

پروتزهای زیبایی

پروتزهای زیبایی پروتزهایی هستند که با هدف ایجاد ظاهری بهتر برای فردی که عضوی از بدن خود را از دست داده مورد استفاده قرار می‌گیرند و معمولا نقش عملکردی ندارند هرچند می‌توان ادعا کرد امروزه شاهد تولید پروتزهایی هستیم که هم ظاهر مناسب و هم عملکرد خوبی ارائه می‌دهند اما در هر حال باید به این نکته توجه داشته باشیم که پروتزهای زیبایی صرفا برای بازگرداندن ظاهر طبیعی‌تر اندام‌هایی همچون انگشتان دست و پا و بخش‌هایی از صورت (مانند چشم و گوش) و… کمک خواهند کرد.

اندام مصنوعی هوشمند

در سال ۱۹۱۶ یک جراح آلمانی به نام دکتر فردیناند زائربروخ، پروتز طراحی شده خود را با امکان انتقال حرکات ماهیچه‌های بازو ارائه کرد و از آن به بعد تاکنون روش‌های مختلفی برای استفاده از فناوری در این حوزه بکار گرفته شد و منجر به تولید انواع پروتز هوشمند شد. ساز و کار کلی پروتزهای هوشمند به این صورت است که داده‌ها را از محیط اطراف دریافت نموده و سپس به مغز منتقل می‌کنند تا واکنش حرکتی درست طبق دستوری که از مغز به پروتز ارسال می‌شود، انجام شود. این پروتزها عملکرد طبیعی مطلوبی از خود نشان ‌داده‌اند؛ به عنوان مثال زانوهای کنترل‌شده با میکروپروسسور (MPK) در مقایسه با زانوهای غیرفعالی که ریزپردازنده‌ ندارند قابلیت‌های بیشتری را ارائه خواهند داد. امروزه یک فرد قطع عضو می‌تواند با یک پروتز مصنوعی MPK با وزن ۱.۶ کیلوگرمی تا حدود ۱۰۰ متر راه به راحتی برود.

هدف نهایی تحقیقاتی که در حوزه پروتزهای هوشمند انجام می‌شود این است که اندام مصنوعی، فرمان خود را از مغز دریافت کند؛ در توضیح بیشتر می‌توان گفت در آینده‌ای نزدیک بدن فردی که از یک پروتز کاملا هوشمند استفاده می‌کند، می‌تواند کاملا شبیه به یک انسان عادی رفتار کند. به طوری که فرمان صادر شده از مغز به صورت اتوماتیک به اسپاسم عضلانی منجر شده و نهایتا تبدیل به حرکت اندام خواهد شد. هرچند تست‌های اولیه آزمایشگاهی روی این پروتزها با موفقیت انجام شده است اما هنوز تا تجاری‌سازی چنین پروتزهایی فاصله داریم.

سخن پایانی

قطع عضو یکی از مشکلاتی است که فعالیت‌های روزمره افراد را تحت تاثیر قرار خواهد داد از این رو رفع چنین مشکلاتی به یکی از اهداف مهم سازندگان حوزه علم و فناوری تبدیل شده است. از گذشته تا امروز انواع مختلفی از اندام‌های مصنوعی برای جایگزینی عضو قطع شده افراد طراحی شده است. بعضی از این مدل‌ها کارایی بسیار بالایی داشته و تا حدود زیادی توانسته‌اند نبود عضو از دست رفته فرد را جبران کنند. با وجود فناوری‌های جدید انتظار می‌رود در آینده پیشرفت قابل توجهی در ساخت مدل‌های گوناگونی از پروتزها حاصل شود.

اگر به دنبال اطلاعات بیشتر در مورد پروتز مناسب خود هستید، لطفا از طریق دکمه زیر نوبت مشاوره خود را رزرو نمایید تا در اولین زمان ممکن درمانگران ما با شما ارتباط بگیرند و به رایگان به شما مشاوره لازم را ارائه نمایند:

سوالات متداول در زمینه انواع پروتز

تفاوت پروتز Transfemoral با Transtibial چیست؟

پروتز Transfemoral جایگزین اندام بالای زانو بوده و پروتز Transtibial برای بخش‌های زیر زانو مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تفاوت پروتز Transradial با Transhumeral چیست؟

نوع Transradial مختص قطع عضو دست از قسمت زیر آرنج بوده و transhumeral برای قطع عضو بالای آرنج (استخوان بازو) استفاده می‌شود.

پروتز هوشمند چگونه کار می‌کند؟

به طورکلی یک پروتز هوشمند هدف کاربر را از روی عصب‌های سیم‌کشی شده جدید و ماهیچه‌هایی فعال کننده، متوجه خواهد شد و فعالیت مورد نظر را انجام خواهد داد.

ماندگاری انواع پروتزها چقدر است؟

یک پروتز باکیفیت می تواند تا چندین سال دوام داشته باشد، در حقیقت طول عمر یک پروتز به عوامل زیادی وابسته است و می‌تواند برای هر فرد متفاوت باشد.