Medical Engineering: February 2008 Archives

بر اساس تحقیقات دانشمندان دانشگاه میشیگان، زانوبندی جدید می تواند با استفاده از انرژی ناشی از راه رفتن، الکتریسیته ی مورد نیاز یک دستگاه GPS سیار، یک گوشی تلفن همراه، و یا یک مفصل مصنوعی موتوری را تولید نماید.

به گفته ی آرتور کوو، استاد مهندسی مکانیک میشیگان، مکانیزمی که برای پوشیدن آن استفاده شده است، موجب می شود مانند یک ترمز احیاکننده که در برخی از وسایل نقلیه ی هیبریدی، باتری را شارژ می کند، عمل نماید.

ترمزهای احیاکننده انرژی جنبشی را که ممکن است در هنگام کاهش سرعت اتومبیل به عنوان گرما تلف شود، جمع آوری می نماید. این زانوبند، انرژی تلف شده ای را که ناشی از ترمز کردن زانوی انسان بعد از قدم برداشتن و تاب دادن پایش به سوی جلو می باشد، در اختیار خود در می آورد.

کوو، نویسنده ی مقاله ی مربوطه، همچنین گفت: "با استفاده از قسمت های زیادی از بدن می تواند انرژی تولید کرد. شاید زانو بهترین محل باشد. در طول راه رفتن، انرژی را در قسمت های مختلفی تلف می نمائید، برای مثال وقتی پایتان به زمین برخورد می کند. شما باید این تلفات را با انجام کار توسط ماهیچه هایتان جبران نمائید."

این استاد دانشگاه افزود: "بدن باهوش است، در بسیاری از جاهائی که می تواند انرژی را تلف نماید، در واقع آن را ذخیره نموده و بطور کشسانی آن را باز می گرداند. تاندون های شما مانند فنر عمل می کنند. در بسیاری از جاها، مطمئن نیستیم که آیا انرژی واقعا در حال اتلاف است یا شما در حال ذخیره ی موقت آن هستید. ما معتقدیم زمانی که شما در پایان تاب دادن پای خود، سرعت زانوی خود را کاهش می دهید، اغلب آن انرژی تلف می شود."

محققین این زانوبند را بر روی شش مرد که با سرعت آهسته ی 1.5 متر بر ثانیه حرکت می کردند، امتحان کردند. آن ها نفس زدن های آن افراد را اندازه گیری کردند تا شدت کاری آن ها را دریابند. یک گروه کنترل زانوبند را در حالتی که ژنراتور آن باز شده بود، پوشیدند تا میزان تاثیر وزن زانوبند 3.5 پوندی را بر فرد حامل اندازه گیری نمایند.

در حالتی که تنها زانوبند فعال است و در عین حال زانو ترمز می کند، افراد نیازمند کمتر از یک وات انرژی متابولیکی به ازای تولید هر یک وات الکتریسیته می باشند. یک ژنراتور دستبندی نوعی، در مقام مقایسه، به ازای مصرف 6.4 وات انرژی متابولیکی، به علت بازده کم ماهیچه ها و ژنراتورها تنها یک وات الکتریسیته تولید می نماید.

کوو گفت: "ما مفهوم کلی مورد نظر را اثبات کرده ایم. دستگاه نونه بزرگ و سنگین است و فرد حامل را به شدت تحت تاثر قرار می دهد. اما خود قسمت تولید انرژی تاثیر بسیار کمی بر فرد دارد، چه روشن باشد و چه نباشد. امدیواریم که دستگاه را بهبود بخشیده و حمل آن را آسان تر کنیم و در عین حال قابلیت های کنترل انرژی آن را حفظ نمائیم."

نوع سبک تر آن برای افرادی که پیاده روی می کنند و یا برای سرباز هایی که دسترسی آسان به الکتریسیته ندارند، کمک کننده خواهد بود. به گفته ی محققین، مکانیزم مشابهی می تواند برای دستگاه هایی مانند دستگاه تنظیم کننده ی ضربان قلب یا فرستنده های عصبی که امروزه نیازمند یک باتری، و عمل جراحی دوره ای برای جایگزین کردن باتری می باشند، به کار رود و با استفاده از آن انرژی مورد نیاز خود را از طریق راه رفتن تامین نمایند.

مقاله ی "مهار انرژی بیومکانیکی : تولید الکتریسیته هنگام راه رفتن با کمترین تقلای کاربر" در شماره ی 8شتم فوریه ی مجله ی ساینس چاپ شد. این مقاله علاوه بر آرتور کوو از میشیگان، توسط محققینی از دانشگاه سیمون فریزر کانادا و دانشگاه پیتزبورگ نوشته شد.

سيستم تلفني و هوشمند ابداعي استاد ايراني دانشگاه زيگن آلمان امكان نجات افراد مستعد به سكته‌هاي مغزي در دقايق اوليه حمله تنها در مدت ‪۷‬ ثانيه را فراهم كرده است.

به گزارش ایرنا، پروفسور "مجيد فتحي" رئيس انستيتو سيستمهاي پايه و مديريت دانش دانشگاه زيگن آلمان در تشريح اين فناوري نوين گفت اين فناوري نوين "استروپوس" نام دارد كه با استفاده از دستگاه ساده‌اي همچون تلفن مي‌تواند درصد قابل توجهي از افرادي را كه در آستانه سكته‌هاي مغزي قرار دارند را از فلج شدن و تبعات بعدي آن نجات دهد.

پروفسور فتحي ادامه داد با استفاده از اين فناوري نوين، هر فردي در هر نقطه‌اي كه به اين شبكه متصل باشد و احساس كند به نوعي دچار علائم اوليه سكته مغزي شده است با گرفتن تنها يك شماره تلفن و معرفي خود به سيستم هوشمند تنها در مدت ‪ ۷‬ثانيه به ‪ ۳‬پرسشي كه سيستم از وي سوال مي‌كند پاسخ مي‌دهد.

وي افزود در ادامه سيستم هوشمند بر اساس تجزيه و تحليل‌هاي فوري كه بر روي اين پاسخها انجام مي‌دهد بهترين امداد رساني به فرد مورد نظر را تشخيص مي‌دهد.

پروفسور فتحي افزود اين سيستم نوين همچون يك شبكه گسترده عمل كرده و پس از دريافت پاسخها از فرد تشخيص مي‌دهد كه وي را به بيمارستان خاصي معرفي كرده و يا آمبولانس امدادرساني براي وي ارسال كند.

اين استاد ايراني ادامه داد بحث اصلي در اين سيستم هوشمند موضوع اعتماد و اطمينان به آن است.

در حال حاضر حدود ‪ ۲‬هزار تومور شناخته شده است اما حقيقت اين است كه بالغ بر ‪ ۵‬هزار تومور مغزي وجود دارد كه با اين وجود بيش از ‪ ۲‬هزار تومور مغزي ناشناخته وجود دارد كه بايد اطلاعات آنها نيز وارد سيستم شود.

پروفسور فتحي با بيان اينكه اين سيستم هوشمند مراحل ساخت خود را به پايان برده است، گفت رايزني‌هايي با چندين بيمارستان بزرگ در آلمان آغاز شده تا آنها به مرور به اين شبكه ملحق شوند و در نتيجه كيفيت سرويس دهي به آنها افزايش يابد.

وي همچنين گفت اين فناوري نوين در نوع خود يكي از پيشرفته‌ترين سيستمهاي هوشمند است كه اميد مي‌رود به افراد مستعد سكته‌هاي مغزي آن هم در لحظات اوليه كمك زيادي كند.

پروفسور مجيد فتحي مدرك فوق‌ليسانس خود را در رشته انفورماتيك از دانشگاه دورتموند دريافت كرده است.

اين استاد دانشگاه دوره فوق دكتري مهندسي پزشكي را نيز در رشته سيستمهاي هوشمند از دانشگاه فني اولمن اخذ كرده است.

وي معاون بخش تحقيقات دانشكده مكانيك ماشين‌آلات دانشگاه دورتموند بوده كه در زمينه كاربرد انفورماتيك در مكانيك ماشين‌آلات پروژه‌اي را اجرا كرده است.

وي سرپرست پروژه مهندسي مايكروماشين در مركز آزمايشگاه مايكروماشين انستيتوي فناوري جورجيا نيز بوده است.

پروفسور فتحي هم اينك استاد مديريت دانش ‪ KM‬در دانشگاه زيگن و رئيس موسسه مديريت دانش دانشگاه زيگن آلمان است.

عمل جراحی ظریفی که با استفاده از آن الکترودهای بسیار کوچکی در ریشه ی مغز قرار داده می شوند، در رهائی از ناشنوائی کامل به افراد کمک می کند.

به گزارش الکترونیوز و به نقل از ساینس دیلی، این الکترودها که به دستگاهی با نام کاشت شنیداری مغز متصل می باشند، در بیمارانی قرار داده می شوند که نیازمند انجام عمل جراحی برای برداشتن تومورهای غیرسرطانی هستند که مربوط به اختلالی به نام نروفیبروماستوسیس نوع 2 می باشد. این تومورها اغلب به دور عصب هائی که موجب تسهیل شنوائی می گردند، پیچیده می شوند. در طول زمان این تومورها - و یا مداخله جراحی برای برداشتن آن ها- می تواند منجر به کاهش و یا از دست دادن کامل شنوائی گردد.

به گفته ی دکتر بردلی ولینگ، یکی از چند جراح حاضر در امریکا که برای کاشت دستگاه ها ی مربوطه آموزش دیده است، تنها حدود 500 نفر در سراسر جهان از این دستگاه استفاده کرده اند، اما مزایای آن قابل توجه است.

رئیس بخش گوش و حلق و بینی مرکز پزشکی دانشگاه اوهایو افزود: "مزیت اصلی کاشت شنیداری مغز این است که به بیماران امکان می دهد تا اصوات محیطی را خوانده و دریافت کنند، چه این اصوات سیگنال های هشدار دهنده، ترافیکی یا هشدارهای دیگر باشد. همچنین به آن ها کمک می نماید تا سخنان خود را تنظیم کرده و صدای خود را بهبود بخشند چرا که وقتی شما هیچ چیزی نمی شنوید، تنظیم صحبت بسیار مشکل می باشد."

این دستگاه اعصاب آسیب دیده را دور زده و مسیر مستقیمی به ریشه ی مغز برقرار می نماید. الکترودها در مقابل ریشه ی مغز قرار گرفته و سیگنال ها را از پردازشگری به اندازه ی یک پیجر که بر روی کمر حمل می شود، دریافت می کند. یک میکروفن بسیار ریز بر روی گوش صداها را به پردازشگر ارسال می کند، که این صداها تبدیل به فرکانس هائی می گردند که توسط ریشه ی مغز دریافت می شوند.

فیلیس لی، که شنوائی خود را در سال 1986 به علت نروفیبروماستوسیس از دست داد، معتقد است که صداهای دستگاه دقیقا همان اصوات و صداهایی نیست که او به آن ها عادت دشات اما به قدر کافی نزدیک به هم می باشند.

از آنجائی که تومورها اغلب اعصاب شنیداری را می پوشانند یا به دیگر اعصاب حیاتی دور صورت فشار می آورند، جراحان نیازمند میکروسکوپ هستند تا بصورت دستی و با ملالت زیاد تومورها را برداشته و دستگاه را بکارند.

اطلاعات بیشتر: مرکز پزشکی دانشگاه اوهایو