در صورتیکه به دنبال دانستن تفاوت سامانه‌های اسکلت بیرونی فعال و غیرفعال به صورت جزئی و به زبان عام هستید، این مقاله از مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی می‌تواند در درک نوع کارکرد، چگونگی کارکرد و استفاده دستگاه به شما کمک کند. با ما همراه باشید. یکی از دسته‌بندی‌های اسکلت بیرونی مربوط به نوع تامین نیرو در این وسیله است. بر این اساس صاحب نظران اسکلت بیرونی را به دو نوع فعال و غیرفعال تقسیم می‌کنند.
اسکلت بیرونی غیرفعال از کاربر خود به وسیله ابزار مکانیکی مانند فنر یا سامانه کابلی حمایت می‌کند. این سامانه غیرفعال انرژی را به کمک فنر ذخیره می‌کند. اسکلت بیرونی با حرکت کاربر انرژی پتانسیل را در فنر ذخیره می‌کند سپس برای حرکت در جهت مخالف از آن استفاده می‌کند. یک دستگاه غیرفعال نیازی به موتور یا حسگر ندارد، سروصدای کمتری نسبت به همتای فعال خود دارد و کاربر آن را به دفعات ساده‌تر آماده می‌کند.
در مقابل اسکلت بیرونی فعال نیروی فعال را برای پشتیبانی از بار فیزیکی تولید می‌کند. چون اسکلت بیرونی اینکار به صورت پنوماتیک یا با موتور انجام می‌دهد، با الکتریسیته کار می‌کند، دارای بخش‌های ماژولار و قابل توسعه است، این دستگاه دارای پیچیدگی بوده، سنگین است و دستورالعمل‌های خاص خود را دارد. اسکلت بیرونی فعال معمولا انرژی مورد نیاز خود را از انرژی الکتریکی می‌بیند. این انرژی الکتریکی را یا یک باتری به دستگاه می‌دهد و یا از طریق سامانه برق شهری. افزون بر این سامانه هدایت دستگاه نیز می‌تواند پنوماتیک باشد.
اسکلت بیرونی منفعل چیست؟
یک سامانه فنری از پیش فشرده شده یا یک کابل پلاستیکی انرژی اسکلت بیرونی غیرفعال را تامین می‌کند. این سامانه پس از حرکت دستگاه با نیروی خود دستگاه در جهتی که فنر را کشیده می‌کند انرژی خود را آزاد می‌کند. نتیجه انتخاب یک دستگاه غیرفعال به عنوان سامانه تامین انرژی پخش شدن نیرو و دردسترس بودن مجدد آن برای بخش بعدی حرکت است. بنابراین بار برای یک سری حرکات بدن به صورت بهینه روی بدن پخش می‌شود.
اسکلت بیرونی در حین انجام کار بالای سر نیرویی در سیستم اسکلتی-عضلانی پیرامون شانه و بازو ایجاد می‌کند. در حرکات روبه پایین، علمگرهای دستگاه توسط کاربر برای دور بعدی بلند کردن بار انرژی را ذخیره می‌کند. بنابراین نیروی پشتیبان اسکلت بیرونی غیرفعال به نیروی کاربر برای حرکت وابسته است. بنابراین در چنین سامانه‌ای برای بلند کردن بارهای سنگین‌تر و کارایی بهتر نیاز به ذخیره بیشتری از انرژی است. فشردگی و کشش متناوب فنر در حرکات یکنواخت و تکرار شونده می‌تواند بسیار خسته کننده باشد.
اسکلت بیرونی فعال چیست؟
اسکلت بیرونی فعال برای تامین انرژی به یک دستگاه هوای فشرده یا باتری وابسته است. این نوع از اسکلت بیرونی توسط یک سامانه هدایت خارجی و حسگر حرکت می‌کند. استفاده از باتری سبب سنگین شدن وسیله می‌شود.
مقایسه و تقسیم بندی اسکلت بیرونی در بستر عملی
تصمیم به استفاده از نوع فعال یا غیرفعال اسکلت بیرونی بستگی به عوامل انسانی، فعالیت، شدت کار، قد یا میزان تکرار کار دارد.
کاربرد اسکلت بیرونی فعال
سامانه اسکلت بیرونی منفعل با نیروی ثابت طراحی می‌شود. چراکه ویژگی‌های اسکلت بیرونی تعیین کننده زاویه نیرو و میزان اثر نیرو است. ویژگی‌های پشتیبانی کننده را دستگاه ترکیبی از ساختار kinematic دستگاه، اهرم بازو و شکل اتصالات تعیین می‌کند.
به طور معمول انرژی ذخیره شده در دستگاه را می‌توان براساس سطح نیرو و بیشینه نیروی فنر متغییر است. بنابراین ویژگی‌های پشتیانی کننده دستگاه قابل تنظیم هستند. اما این تنظیمات در حین کار انجام نمی‌شود. اسکلت بیرونی منفعل را باید براساس ساختار و طراحی سامانه از تن بدرآورد و برای حرکات مورد نظر تنظیم کرد. این کار وقتگیر و غیرعملی است.
کاربرد عملی اسکلت بیرونی فعال
براساس عملگرها استفاده شده در ساختار دستگاه کاربردهای اسکلت بیرونی فعال تغییر می‌کند. سامانه هدایت این دستگاه امکان تطیبق با هرکاری را حین انجام کار فراهم می‌کند. هم نیروی پشتیبان و هم نیروی وابسته به زاویه مفاصل را در هر زمان حین کار می‌توان تنظیم کرد. افزون بر این هیچ نیروی مضافی برای ذخیره انرژی در دستگاه پیش از حرکت و تبدیل آن به انرژی جنبشی به جز نیروی سامانه فعال لازم نیست. سامانه‌های هوشمند حتی می‌توانند زمان نیاز به نیروی کمکی را بر اساس نوع حرکت تشخیص دهند.
اسکلت های بیرونی کجا به کار می‌روند؟ کدام اسکلت بیرونی در دسترس است؟
دانشمندان در بسیاری از دانشگاه‌های جهان اسکلت‌های بیرونی را به عنوان یک ابزار رباتیک توانبخشی مطالعه می‌کنند. به خصوص بخش توانبخشی یک زمینه میان رشته‌ای است.
اصلی‌ترین موارد کاربرد اسکلت بیرونی را به صورت زیر خلاصه کرد:
کاربرد صنعتی(ساخت و ساز، تولید و غیره)
امداد و نجات
کاربردی شخصی
اسکی
علوم توانبخشی
چه کسانی می توانند از اسکلت بیرونی و تحت چه شرایطی استفاده کنند؟
این امر به طور خاص به شرکت سازنده و مخاطبان مورد نظر شرکت، در کنار تشخیص پزشکی و شرایط عمومی فرد بستگی دارد. اما مواردی هست که در بسیاری از اسکلت‌های بیرونی مشترک است:
توانایی بیمار برای پشتیبانی از بدن خود با عصای دست و یا با ابزار کمکی راه رفتن. در این مورد تفاوتی میان پشتیبانی با یک یا دو دست و یا توانایی استفاده از یک یا دو پا وجود دارد.
اسکلت بیمار نشانی از شکستگی نداشته باشد
بیمار مشکلات سلامت استخوان نداشته باشد
فیزیک بدنی بیمار مناسب باشد
قد کاربر از ۱۶۰ تا ۱۹۵ سانتیمتر باشد
سنگینی کاربر بیش از ۱۰۰-۱۲۰ کیلوگرم نباشد
با این وجود باز هم توصیه می‌شود پیش از تصمیم‌گیری در مورد اسکلت بیرونی به صورت شخصی با شرکت مورد نظر مشاوره کنید.
سامانه‌های اسکلت بیرونی برای بیماران پاراپلزی کامل یا ناقص طراحی می‌شوند. در بیشتر موارد بیمار باید توانایی پشتیبانی از بدن به کمک عصا را داشته باشد. یعنی او باید بتواند از شانه و بازوی خود به صورت موثر استفاده کند. مواردی مانند تراکم استخوان و دامنه حرکت مفاصل( لگن، دست، پا) باید پیش از تصمیم‌گیری تعیین شود. تمرینات ایستادن پیش از استفاده از وسیله مفید است و پایداری بدن را در کنار کارکرد سامانه قلبی-عروقی بهبود می‌بخشد. همچنین کاربر می‌تواند برای کنترل بالاتنه تسلط کافی پیدا کند. در بیشتر موارد کاربر باید پذیرای مشاوره با پزشک برای تائید انطباق وسیله با موارد گفته شده باشد.
چه کسانی نمی توانند از اسکلت بیرونی استفاده کنند ؟ چه استثنائاتی وجود دارد؟
زمانی که کاندیدای مورد نظر یکی از شرایط زیر را داشته باشد استفاده از اسکلت بیرونی توصیه نمی‌شود:
وجود آسیب عصبی به جز آسیب نخاعی ( MS، فلج مغزی، اسکلروز جانبی آمیتروفیک، آسیب شدید مغزی و غیره). لازم به ذکر است برای برخی از این شرایط اسکلت بیرونی مجزا و ویژه شرایط عصبی ذکر شده وجود دارد.
وجود Heterotopic ossification یا تشکیل استخوان در بافت نرم
ناهنجاری شناختی مختل کننده کارکرد دستگاه
وجود شکستگی جدی در استخوان‌ها
بیماری‌های مزمن قلبی، تنفسی، زخم عمیق و عفونت
اسپاسم شدید و متناوب
وجود استخوان‌های ترمیم نشده در مفاصل مورد نظر یا بالاتنه
بارداری
اسکلت بیرونی چه می کند؟ مزایای آن چیست؟
طبق گزارش سازندگان اسکلت بیرونی مزایای زیر برای استفاده از اسکلت بیرونی وجود داشته است:
دسترسی به ساختمان‌های فاقد سطح شیبدار مناسب ویلچر
صاف ایستادن
راه رفتن به صورت مستقل
استقلال بیشتر
دسترسی به اشیا واقع شده در مکان‌های بالا
حفظ تراکم استخوان
کاهش چربی بدن
بهبود کارکرد قلبی-عروقی بدن
بهتر شدن تعادل و حالت بدن در زمان ایستادن و نشستن
بهبود کارکرد دستگاه گوارش
خستگی و درد کمتر
کاهش میزان اسپاسم
کاهش نیاز به دارو
بهبود شرایط ذهنی و روحی
خواب بهتر
سامانه‌های اسکلت بیرونی شخصی سبک هستند. این سامانه‌ها معمولا دارای باتری هستند و ناحیه لگن و مفاصل زانو دارای موتور هستند. کاربر حرکات سامانه را با ایجاد اندکی فاصله از گرانیگاه خود ایجاد می‌کند. استفاده از حسگر، خم شدن بدن به جلو را قابل تشخیص می‌سازد. سپس دستگاه نخستین گام خود را به جلو برمی‌دارد. حرکت متناوب گرانیگاه نهایتا سبب گام برداشتن دستگاه می‌شود.
پروتزهای خلاقانه موجود در بازار
طراحی یک پوشیدنی نرم و کشسان برای نظارت مداوم بر مفصل زانو
منبع: orthexo
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است»
