شبیه سازی حرکات انسان

پيشگفتار :
يكي از معلوليتهاي مادرزادي و اكتسابي (مانند جنگ و حوادث كارخانجات) قطع عضو اندام فوقاني و تحتاني مي باشد ، هر سطح قطع عضو از ناحيه انگشتان تا مقاطع مختلف آن عضو اتفاق مي افتد . از زمانهاي بسيار دور به هر علت زير بشر به فكر جاگزيني اندام فوقاني و تحتاني صدمه اين بوده است :

الف : از نظر رواني و زيبايي
ب: از نظر كاربرد عملي و رفع وابستگي به غير
وسايل كمكي اندام تحتاني جهت راه رفتن ، نشستن و غيره از اهميت خاصي برخوردار است ، در صورتيكه اعضاء مصنوعي اندام فوقاني در انجام كار و فعاليت اقتصادي و اجتماعي و استقلال شخصي حائز اهميت بسيار است .
جايگزيني اندام فوقاني را بصورت زير ناتوان طبقه بندي كرده :

۱ـ قطع يك يا چند انگشت ۲ـ قطع از ناحيه مچ دست
۳ـ قطع از نواحي مختلف ساعد ۴ـ قطع از ناحيه آرنج
۵ـ قطع از نواحي مختلف بازو ۶ـ قطع كامل بازو

۷ـ قطع از ناحيه كمر بندي كتفي
نظر به اينكه آمار و اطلاعات ميزان شايعات دست (چپ و راست) هيچگونه دلالتي بر غالب بودن تعداد برخي از اين ضايعات بر برخيديگر ندارد ، همواره مراكز درماني و مؤسسات توليدي پيش بني لازم جهت يكدست كامل را مينمايند (پنجه ، آرنج ، شانه) تا بتوانند جهت الگوي معلولين باشند .
الف: ارزشيابي باقي مانده از لحاظ طول ، قطر و غيره
ب: مشخص كردن نوع و تعداد مفاصل و دامنه حركتي آنها

ج: تهيه ثابت كننده (ساكت) جهت اتصال عضو مصنوعي به عضو باقيمانده .
د: با در نظر گرفتن دست مصنوعي عامل حركتي انتخاب و در عضو باقيمانده بقيه مي شود .
مقدمه :
هدف از كاربرد دست و پاي مصنوعي چاره جوئي اشكالات حركتي است ، در اثر نقص عضو يا قطع دست و پاي طبيعي در شخص بوجود مي آيد ، ساده ترين صورت اين وسيله دست و پاي چوبين بدون مفصل و چنگك است . كاملترين صورت آن دست و پايي است كه تا حد امكان تا در به حركت مشابه حركات طبيعي وده و كاربرد آن بوسيله شخص معلول محتاج به تمرين ، دقت و تمركز خاصي نباشد .
از نظر تكاملي ما بين دست چوبن و دست سيبرنيتكي مي توان دستهاي مصنوعي ديگري ذكر كرده از قبيل : الف) دست مكانيكي چنگك دار با استفاده از تسمه فنر و فرمان حركت را از جابجائي عضلات شانه و گردن ميگيرد .
ب) دست الكترومكانيكي كه فرمان حركت را از جابجائي عضلات يا انقباض مكانيكي آنان و يا از علائم آنان (EMG) اخذ مي كند و عنصر قدرت يا حركت آن يك جزء الكترومكانيكي از قبيل موتور يا غيره مي باشد .

در اين دو نوع دست مصنوعي حلقه كنترل از طريق مسير پس خور (فيزيكي) مشاهداتي بسته مي شود . بعبارت ديگر شخص معلول براي انجام حركت مطلوب به بهترين حالت ، تنها ميتواند با مشاهده نتيجه حركت آنرا تصحيح يا بصورت مطلوب تغيير دهد . اين حلقه پس خور(فيزيكي) با حلقه پس خوري كه حركت يك دست سالم موجود است كه نتيجه آن آگاه بودن تقريباً آني شخص از وضعيت مكاني دست نيروي وارد به آن مي باشد . كه تفاوت

زيادداشته و كاربرد آن غالباً مستلزم كوشش زياد ازجانب شخص معلول است .
در دست سيبر نيتكي كه به شرح آن خواهد آمد كه لازم است حلقه هاي پس خوري كه به حركت يك دست سالم موجوداست بقيه شده و سيستم كنترل آنچنان طرح گردد كه به وجه ايده آل كاربرد آن بوسيلة شخص معلول بطور ناخودآگاه امكان پذير باشد .
به عبارت ديگر به همانگونه كه به يك شخص سالم حركت دست بطور طبيعي و بدون احتياج به تمركز خاص و ايجاد خستگي فكري انجام گيرد ، دست سيبرنيتكي نيز بتواند حركات سادهرا با همان سهولت و در سطح ناخودآگاه انجام دهد .
به نام خدا
مقدمه :
خلاصه اي از مدل كردن ، كنترل ، شبيه سازي حركات انسان :
بشر مدتهاست كه مجذوب عملكرد بدن بوده است . حركت در ميان تجليات و اعمال بدن از چنان عموميت و ويژگي برخوردار است كه انسان را به طريق فيزيولوژي به محيط و ديگران مرتبط مي كند . اين صحبت مختصر در زمينه بحث و تحقيق كارهاي جديد مدلسازي : كنترل و شبيه سازي حركت انسان مي باشد .
سيستم عضلاني ـ استخواني : سيستم متشكل از دو عضله مي تواند بصورت محرك نيرو عمل كند . مدلهاي گوناگوني براي عضله پيشنهاد شده است . اين مدلها غير دقيق بوده و تفاوتي ميان عملكرد خود عضله و گروهي از تارها قافل نيست . تفاوت مقدماتي بين اين مدلها ، درجه معادلات ديفرانسيل بكار گرفته شده و ورودي هاي آنها مي باشد . ورودي هاي عضله عبارتند از سيستمهاي موتور باوران (efferent) آلفا (α) و گاما و خروجي هاي آن عبارتند از سيگنال آوران (afferent) كه به CNs مي روند .

(نوع Ia و Ib و سيستمهاي فيبري نوع Il) ونيرو مي روي استخوان و اندازه گيرهاي نيرو اثر مي كند . دياگرام جعبه اي عضله شكل زير نشان داده شده است :
از اين دياگرام جعبه اي پيداست كه خروجي عضله بستگي به طول ، سرعت انقباض وروديهاي عصبي دارد .
مطالعات كنترل : مطالعات اساسي كنترل شامل مباحث ، وضعيت و پايداري عضو ، حركت نقطه به نقطه ، فشردن در مقابل سطح ، گرفتن اشياء ،‌اجراي حركات موزون و پريدن در هواست .

مباحث مورد استفاده كه كنترل عبارتند از برنامه ريزي و كنترل بهينه ،‌فيدبك غير خطي ، فيدبك حالت ، پايداري لياپانف ، فيدبك نيرو ، كنترل سيستم هاي ـ ديناميكي مقيد ، انتقال از سيستم مقيد به سيستم غير مقيد و بالعكس و سيستم هاي كنترل يادگير .
شبيه سازي : نظر به پيچيدگي ارتباطات فيزيولوژيكي و ابعاد زياد مسائل حتي در ساده ترين

حركات انسان تحليل اينگونه سيستمها با ابزار رياضي متداول معادلات ديفرانسيل و انتگرالي حركت تحللي پايداري و سيستمهاي معادلات جبري ، غير ممكن مي نمايد . به ناچار به موارد زير متوسل شده اند :
مدلسازي مكانيكي ، شبيه سازي آنالوگ ، شبيه سازي كامپيوتر رقمي و اخيرا شبيه سازي مدوي توزيع شده . شبيه سازيهايي كه مي بريد اگر چه در حركات انساني زياد بكار نرفته اند ولي در آينده مورد آزمايش و طراحي پروتزها و ارتزها كه ميكروپراسورها با سيستم فيزيولوژيكي موقعي توام مي شوند كاربرد پيدا خواهند كرد . بشر راه بسيار طولاني كه مسير تكاملي پيموده است اما زمان بسياري طول خواهد كشيد كه حقايق طبيعت پيچيده حركت را دريابد .

وجود مشترك و تفاوتهاي دست سيبرنيتكي و دست روباتيك :
خصوصياتي كه در قبل براي دست سبرنيتكي ذكر شد در برخي موارد مشابه به خصوصيات دست روباتيك است . اينگونه دست مصنوعي داراي وجود مشترك و تفاوتهايي هستند .
الف ـ دست روباتيكي : دست روباتيكي وسيله اي است كه با داشتن چندين درجه آزادي ، با بازويي متشكل از چندين مفصل دستي مشتمل بر چندين حركت كند و در انجام حركت به فيدبك عواملي مانند : نيروي بار ، تغيير مكان ، سرعت ، فشار نگهداري اجسام و غيره متكي باشد .

اين دست فرمان خود را از يك واحد پردازش مركزي كه شامل حافظه و دستورالعملهاي خاص براي استفاده از اطلاعات فيدبكي است ميگيرد . در حالت ايده آل ، اين دست گاهي قادر خواهد بود حركاتي پيچيده تر از دست سيبرنيتكي و شايد پيچيده تر از دست سالم ، انجام دهد .
دست روباتيكي جزئي از يك سيستم است كه بستگي به ساده يا پيچيده بودن آن الگاريتم هاي مختلف كنترل همراه با كامپيوترهاي خاصي كه آن بكار رفته اند ، بطوريكه مي توان آنها را به

نسلهاي مختلف تقسيم كرد . مثلاً دست مصنوعي را كه براي رنگ آميزي قطعات در اطاق رنگ يك كارخانه تعبيه شده است را مي توان از نسل اول دانست و دست مصنوعي را به چشم تلويزيوني

و نفر الكترونيكي با قابليت يادگيري و تصميم گيريهاي پيچيده وصل شده است را ميتوان نسل جديد دانست .
فيما بين اين دو نسل و همانگونه كه دوباره دست مصنوعي انسان اشاره شد ، انواع ديگري با قابليت هاي متفاوت وجود دارد (مثلاً روباتهاي جوشكاري ، تراش كار ، روباتهائيكه قادر به تصميم هاي ساده گرفته ، صحنه هايي كه قبلاً يادگرفته اند را تشخيص دهند وظايف محوله را سپس انجام دهند .)

بطورخلاصه دردست روباتيك الزامي به تقليد و شبيه سازي از دست انسان وجود نداشته فرمانهاي حركت آن يك سيستم الكترونيكي صادر مي شود . اين فرمان محصول تركيب اطلاعات فيدبكي روبات از محيط و دستورالعملها و اطلاعات حافظه اش مي باشد .
ب: دست سيبرنيتكي : دست سيبرنيتكي به دستي گفته مي شود به بتواند عمل دست سالم را در شخص معلول انجام دهد ، براي انكه اين نقش واضع تربيان گردد بطور مختصر به مكانيزمهاي محتمل كه كنترل ،‌حركت دست به شرح زير اشاره مي گردد :

دست را مي توان يك سيستم مكانيكي مشتمل بر جرم ـ فنر ـ اصطكاك دانست كه در اثر نيروي حاصله از انقباض عضلات تغيير مكان مي دهد . در هر حركت دست عضلات متعددي شركت دارند ، و براي آنكه حركت با نرمش و سرعت لازم برون نوسانات و خطا انجام گيرد لازم است لولا فعاليتهاي انقباضي هر عضله به سبك خاصي برنامه ريزي شود ، ثانيا فعاليت انقباضي عضلات دست اندركار آن حركت با هم هماهنگ باشند . خواص فيزيك اصطكاكي عضلات فقط محصول خواص مكانيكي

آنان نبوده بلكه بطور فعالانه بوسيله ايستگاههاي حركتي (مانند تحتاني يا بالاتر تا كورتكس حركتي ، كنتل مي شود . نقش اين دستگاههاي حركتي ايجاد فرمان مناسبي در عصب ورود به عضله است . اين فرمان از تركيبي اطلاعات مربوط به حركت مورد نظر و اطلاعات فيدبكي مربوط به وضعيت مكاني دست و نيرو و غيره بدست مي آيد .
فيدبكهاي مهم به دست سالم كه در انجام حركت تاير حكي دارند عباتند از :

الف: فيدبك وضعيت طول عضله و سرعت تغييرات آن
ب: فيدبك نيروي كششي عضله
ج: فيدبك اطلاعات مربوط به زاويه هاي مفاصل
موضح است كه فيدبك هاي ديگر مانند لامسه يا بينائي نيز در ايجاد فرمان حركت و ايجاد هماهنگي فعاليت عضلات مؤثرند .
اگر دست سيبرنيتكي بخواهد كار دست طبيعي را بنحو احسن در سطح ناخود آگاه شخص معمول انجام دهد لازم است فيدبك هاي قطع شده فوق جبران گردند . يعني بنحو مناسبي اطلاعات مذكور در بندهاي الف ، ب ، ج با همان سرعت دست دست طبيعي به مراكز حركتي دست سيبرنيتكي برسد .

بعلاوه در دست سيبرنيتكي فرمانهاي حركت بايد يا از عضو يا از عصب يا از نخاع و يا در عاليترين حد از مراكز بالاي حركتي مانند مخچه و كورتكس حركتي اخذ شوند ، اين فرمانها پس از پردازش و تركيب با اطلاعات فيدبكي به سر موتورهائي كه نقش عضله را دارند . ايجاد حركت ميكنند .
ملاحظه مي شود وجود مشترك دست سيبرنيتكي بادست روباتيكي در مكانيزهاي ايجاد حركت ، اندازه گيري خصوصيات حركت براي فيدبك و تا حدي نيز الگوريتم هاي كنترل است كه بوسيله واحد پردازش مركزي بكار گرفته مي شوند ، مدعين حال وجود دو قيد است سيبرنيتكي را از دست روباتيكي متمايز مي كند .
الف: اطلاعات فيدبكي بايد از مسيري سريعتر از مسير بينائي به مغز برسد .
ب: چون بايد كاربرد دست سيبرنيتكي بوسيله مغز شخص معلول مستلزم كوشش خاصي نباشد و به سطح ناخود آگاه عمل كند ، لازم است فرمانهايي حركت است سالم بررسي شده و نحوه كاربردآن بوسيله دست سيبرنيتكي بصورت خاصي تطبيق داده شود .
مروري بر مفهوم رايج پروتز ميوالكتريك :

مهيج ترين پيشرفتي كه در زمينه اندامهاي مصنوعي صورت گرفته است ، توسعه اندامهاي مصنوعي ميوالكتريكي است . اين دستهاي با قدرت آرنجها ، و شانه ها كار بيشتري را قطع اندامهاي بالائي اي كه وسائل دستي (manual) را نپذيرفته اند ، داده اند . اندامهاي مصنوعي ميوالكتريك بر اين اصل كه هر حركت در اندام بوسيله جريانهايي در آن عضله خاصي كه در آن حركت نقش دارد ، استوار است . مفهوم استفاده از سيگنال عضله براي كنترل ماشين اين جديدي نيست

. اولين وسيله اي كه از سيگنال يك انسان براي كنترل ماشين استفاده شد وسيله اي براي اندازه گيري سطح كشنده براي شكهاي الكتريكي بوده . بعدها در سال ۱۹۵۵ سيستمي تعريف شد كه آن جريانهاي عضله براي عمل grasping (گرفتن شيار) بكار مي رفت ، كه نشان مي داد جريانهاي عضله مي تواند براي مقاصد كنترلي بكار رود . در اينجا بود كه kobrinskey در سال ۱۹۶۰ اولين

سري سيستمهاي مصنوعي كنترل شده بوسيله بيوالكتريك را براي اندامهاي قطع شده مصرفي نمود . از آن پس مراكزي در اروپا و نيز اخيراً در ايالات متحده و كانادا پيشرفتهاي زيادي در اندامهاي مصنوعي ميوالكتريك نموده اند .
اندامهاي مصنوعي ميوالكتريك با پتانسيلهاي عمل غشاء عضله كنترل مي شوند كه بطور متوسط با تحريك مركز سيستم عصبي پيش مي آيد . از آنجا كه كل سيگنال عضله مجموع فعاليتهاي فيبرهاي عضلاني است ، نيروي حاصل از عضله بطور خطي با تغييرات ولتاژ متناسب است . نيروي عضله با فركانس تحريك سيستم اعصاب مركزي نيز متناسب مي باشد . تركيب تعداد فيبرهاي عضله تحريك شده و فركانس تحرك ، كنترل خوب عضله سبب مي شود . بنابراين برنامه اي بصورت يك سري از پالسهائي كه مراكز اعصاب به عضله هاي درگير كه هر عمل فرستاده شده اند مي توان معرفي نمود .
معمولاً دست مفصل دار ميوالكتريك با دو الكترود كه روي دو عضله متضادش اكستنسور (بازكننده) و فلكور (جمع كننده) قرار ميگيرد ، عمل مي نمايند . در برخي موارد خاص ، مثل بيماري با عضو باقيمانده كوتاه ، يك الكترود به تنهائي مي تواند با موفقيت مورد استفاده قرار گيرد . پتانسيل الكتريكي عضله از روي پوست بوسيلة الكترودها آشكار شده و داخل يك سوكت عضله باقيمانده جاسازي مي شوند . سپس پتانسيلي كه بوسيله الكترودها برداشت شده مي تواند باز شدن و بسته شدن پروتز را (كه معمولاً كه ساكت بازسازي گرديده) تغذيه شده ، كنترل نمايد .
معمولترين پروتز ميوالكتريك پروتز زير آرنج است كه به باطري ۶ ولت و ۲۲۵ ميلي آمپري كار ميكند . كه معمولا پروتز دست قرار مي گيرد . يك دست مفصل دار با سه گيره چنگاه مانند دارد . اين گيره ها مي توانند از ۵/۱ تا ۶ يا ۸ كيلو پونتينير نمايند و انگشتي دارد كه از ۶ تا ۱۰۰ ميليمتر مي تواند باز شود . وزن آن از ۲۲۰ تا ۵۰۰ گرم بر حسب سايز آن تغيير مي كنند .

سوكت پروتز معمولا از نوع +ype – Muerster و يا Northwesterin sypra condylor هستند ، پايداري و نيروي بسيار عالي ، براي حركت كامل آرنج بكار مي رود را ايجاد مي كند . اگر سوكت احتياج به تعمير داشته باشد مي توان الكترودها را مجدد بكار برد و سوكت را ميتوان بدون جابجا كردن كل وسيله تعمير نمود . اين حسن مهمي است چون باعث مي شود بيمار براي مدت كوتاهي بدون دست بماند و نيز هزينه كمتري را بپردازد .

بخاطر محاسن بسيار مهم ، اندامهاي مصنوعي ميوالكتريك مقطع به قطع زير آرنج ختم نشده بلكه براي قطع بالاي آرنج ، بيماراني با شانه ناسالم و حتي در بيماراني به طور مادر زادي يك يا چند قسمت از اندام را ندارد نيز مناسب هستند . بچه ها و يا بزرگسالاني كه زير آرنج انان قطع شده براي نصب پروتز ميوالكتريك بسيار مناسب هستند كه اين خود محدوده وسيعي از بيماران را ميپوشاند . كه گذشته بخاطر اين كه بسيار ناچار بودند وسايلي را در اندامهاي مصنوعي بكار بردند ،‌از نظر اندازه و وزن بيماران ناراضي بودند . هر چند ،‌ پيشرفتهاي اخير باعث شده پروتز كوچكتر با مقياس آناتوميكي بهتر براي بيماراني كه مچ آنها از بين رفته است ، تهيه شود .

خردسالان : Sorbye سوئدي ا موفقيت چهل دست مصنوعي را به كودكان زير هفت سال نصب نمود . عقيده اولين بود كه بكار بردن ميوالكتريك بايستي از سنين كم صورت گيرد . اين پيشنهاد با اندامهاي رسمي موجود سازگار است ودر صورتيكه سنين كم نصب شده بهتر مورد قبول موقع مي شود . بر عكس ، وقتي اندام مصنوعي بعد از نبوغ نصب شود معمولاً پس زده مي شود . بر طبق گفته Sorbye بهترين سن براي نصب اندام مصنوعي الكتريكي در افراد با قطع زير آرنج بين ۲ تا ۴ سال و نيم است .

دست با سايز كوچك در استكهلم بوسيله تكنيك سيستم Teknik system در سوئد توليد مي شود كه شامل سه چنگك است كه تا ۵۰ ميليمتر باز مي شوند و زمان بسته شدن تا باز شدن حدود يك ثانيه و نيروي فشار آن ۲/۱ كيلوگرم است . موفقيت اين نصب نمودنها آنقدر بوده كه بعضي از كودكان روزانه دو تا سه هزار مرتبه دست را باز و بسته مي كنند . هيچ اشاره اي هم بر خلاف اين تا بحال در اين گروه سني ذكر نشده است . البته بايستي تسهيلاتي براي نگهداري بطور طبيعي ، ميزان كردن و تعميرات سريع آن باشد ، تيم پروتزي در اين رابطه تربيت شده اند . بعضي اوقات هم روش جراحي ممكن است براي تصحيح دفر (تغيير شكل) بكار رود تا تسهيلي براي نصب پروتز ايجاد شده . پروتز ميوالكتريكي براي كسانيكه هر دو دستشان در ناحيه زير آرنج قطع شده مناسب نيست .
برعكس نوجواناني ،sorbye وtrost كه حدود چهل وهفت از آنها كه از دست ميوالكتريكي استفاده نموده اند و بين شش تا۱۶ سال (متوسط۱۲٫۵) سال داشته اند اينطور گزارش دادند: سي و چهار نفر از افراد قطع عضو مادرزادي بودند و يازده نفر قطع اجباري بودند .شانزده نفر پروتز را نپذيرفتند، دلايل عمومي آن كمبود پايداري، عملكرد ضعيف و ازدياد وزن پروتز مي باشد . بعضي از اين اشكالات در پروتز جديد رفع شده است. در اين گروه سني بزرگتر،۱۰۹تعمير در سال براي هر پروتز لازم مي شده. اشكالاتي هم كه بيش از همه پيش مي آمد در مورد دستكش زيبائي و باطريها بودند . كمترين اشكالاتي كه پيش مي آمد اشكال در سيستم الكتريكي بود . در بررسي هاي بعمل آمده معلوم شد اين افراد راحتي در عملكرد و نيز در راه انداختن آن را از بهترين محاسن اين دست دانستند . از معايب اصلي آن هم كمبود پايداري و وزن آن است . تمام كودكاني كه از قبل اين دست را داشتند ، احتياج به تصميم جديد براي تبديل پروتز ميو الكتريك نبود . بعضي از اين كودكان هر دو پروتز ميوالكتريكي را راحت پذيرفتند.trost بچه هايي بين سنين ۹تا۱۱ را براي كودكاني كه هم پروتزميوالكتريكي و هم پروتز ديگري را داشتند مناسب دانست .
قبل از نصب پروتز لازم است الكترود روي عضلات فلكسور و اكستنسور بوسيله وتسمترMyotest قرار گيرد كه اين خود نحوه آموزش با استفاده از اسباب بازي بسيار موفقيت آميزتر خواهد بود . در كودكان بزرگتر و جوانان تجارب جا متفاوت است . يا اينكه اين كودكان اصلاً تفاوتي بين اين دست با دستهاي مكانيكي حس نكرده اند و يا اينكه بطور كامل آنرا رد كرده و هيچ پروتز ديگري را هم مصرف نكرده اند . بخاطر شكل ظاهري دست ميوالكتريك و دستكش آن بيشتر كودكان انرا پذيرفته اند و نيز كودكان كنجكاو هم كمتر توجهشان به آن جلب مي شود .

قطع زير آرنج در بزرگسالان
از آنجا كه اين گروه از بيماران تجربه بسيار تلخي داشته اند در مورد دست ميوالكتريكي ترديد مي كنند . آنها مكرراً دستها را امتحان كرده و مأيوس شده اند . بالاخره مي خواهند آخرين دستي را كه باقي مانده امتحان نمايند و از اينكه قسمتي از دست را قطع نموده تا دست جديد را امتحان كنند مي ترسند. براي مردمي كه كار مي كنند زندگيشان مستقيماً مربوط به دستشان مي شود و مي ترسند كه قطع عضوamputation نتايج اقتصادي وخيمي را به همراه داشته باشد. استفاده موفقيت آميز از پروتز بستگي به شخص معلول دارد كه با اين معلوليت بتواند كنار بيايد و اين احساس را كه نا كامل است از خود دور نمايد تا بخود اطمينان بيشتري بيابد .

در مورد كارگران معلول شده حدود ۴۳ نفر كه هم پروتز ميوالكتريكي و هم عضو مصنوعي استاندارد را دارا بودند مطالعه و بررسي شد.تقريباً تمام اين افراد پروتز ميوالكتريكي را وقتي با مردم در تماس بودند استفاده كردند ، چون از نظر ظاهري بهتر بود. اين مطالعات آماري نشان داد كه پروتز ميوالكتريكي در مقايسه با ساير پروتز ها كه ۶۷ درصدreyeation داشتند به موفقيت نسبي رسيده است . اين افراد وقتي بين مردم بودند ودر ساعات بيداري ۹۱ درصد مواقع اين پروتز را بكار مي بردند. بيماراني كه كار دفتري داشتند ۷۵ درصد ساعات كاري از اين دست استفاده مي كردن

د .
در گروه بيماراني كه كارهاي سنگين انجام مي دهند پروتزميوالكتريكي فقط ۲۵درصد ساعات كاري استفاده مي شد . دليل اينكه از اين پروتز استفاده نمي شد اين بود كه ۶۵درصد بيماران مي ترسيدند دست صدمه ببيند. آنها نمي خواستند كه دست را به تعمير بسپارند و در نتيجه هزينه تعمير را بپردازند كه خود نشان مي دهد پروتز ميوالكتريكي براي فعاليتهاي غير شغلي طرفداران زيادي دارد .
نتايج اين مطالعات با مفهوم قبلي كه پروتز ميوالكتريكي فيدبك حس لامسه را ندارد و اينكه بيمار فقط به فيدبك چشمي تكيه مي كنند را رد مي كند . فقط ۲۳درصد افراد گفتند كه فيدبك وجود ندارد و۳۳ درصد كاملاً مطمئن بودند كهفيدبك بيشتر از ميوالكتريك دست مي آيد . مشخص است كه اين كنترل بيشتر از مكانيزم طبيعي است كه با كمك خود عضله ها صورت مي گيرد .
بعضي از افراد بعد از چندين سال استفاده از عضو مصنوعي به دست ميوالكتريكي كاملاً عادت كرده و پذيرا شده اند . در جاي ديگر ۴۲ معلول كه فقط يك دست خود را حين كار از دست داده بودند ، دست ميوالكتريكي را خيلي بيشتر از دستهاي ديگر بكار بردند .
قطع عضو قسمتهاي بالاي دست

عضو مصنوعي مناسب براي قطع يك دست در گذشته ناموفق بوده است. در گذشته چون مصرفThalidomide كه يك قرص مسكن بود( و از سال ۱۹۶۱ به بعد بخاطر اينكه نوزادان ناقص بدنيا مي آمدند مصرف آن ممنوع شد ) بسيار زياد بود، كودكان زيادي بدون دست بدنيا آمدند و اين موضوع باعث شد كه مطالعات زيادي براي رفع اين مشكل انجام گيرد . لازم است براي اين بچه ها كه حالا جزو جوانان مي باشند . پروتزي تهيه شود كه بتواند براي آنان مفيد واقع گردد و از نظر ظاهر نيز مناسب باشد تا بتوانند در جامعه و فعاليتهاي اجتماعي شركت نمايند . چون تاليدوميد بيشتر در اروپا و كانادا مصرف شد ، اين مطالعات و تحقيقات بيشتر در اين كشورها انجام شده است .
در سوئد پروتزي تهيه شده كه چندين كار انجام مي دهد ،سوپينيشنsupinoution پرونيشنpronation ساعد و فلكشنFlexion ، اكستنشنextension براي مچ دست. اين پروتز از يك سيستم مينياتوري و تكنيك شناخت الگو (pattern-recognition) استفاده مي كند كه براي افراد با قطع عضو فراگيرش زمان زيادي نمي خواهد. يك آرنج ميوالكتريكي و پروتز دست كه فقط با دو عضله كنترل مي شود ، در مورد افرادي با قطع عضو بالاي آرنج مادرزادي نيز با موفقيت مورد

استفاده قرار گرفته است . در ايتاليا تركيب سيستم كنترلي ميوالكتريكي و الكتريكي براي افراد قطع عضو مادرزادي با موفقيت صورت پذيرفته است . در ايالات متحده، از سال ۱۹۸۱، يوتا آرم در مورد ۱۳۵ معلول قطع بالاي آرنج نصب و مورد استفاده قرار گرفته است . حركت فلكشن ـ اكستنشن و باز وبسته شدن دست بوسيله سيگنالهاي ميو گرافيك تناسبي كنترل مي شود كه كنترلي نرم و طبيعي با حساسيت خوب و عملكرد راحت مي باشد .

آمار
از سال ۱۹۶۰ به بعد ، وقتيKobrinski پروتز ميوالكتريكي را براي قطع حد بالاي دست معرفي نمود ،تعداد قابل توجهي (بين ۱۰ هزار و۸۰هزار) در سراسر جهان توليد و نصب شده اند. آنها بطور برجسته در كشورهاي اروپايي توليد شده و در بعضي جاها پروتزميوالكتريكي رايج ترين وسيله براي قطع زير آرنج مي باشند .
در مقايسه ، تعداد پروتزميوالكتريكي كه در آمريكاي شمالي استفاده شده بسيار كم است. اتوبوك(otto bock) از سال ۱۹۷۵ براي ايالات متحده آمريكا ۲۸۹۱ عدد دست ميوالكتريكي و ۲۱۰Greifer ميوالكتريكي(وسيله اي كه براي كارهاي سخت تر بكار مي رود ) را فراهم كرده است .
ليكن۱۲۶۶ تا ازلين۲۸۹۱ دست بين سالهاي ۱۹۸۱ تا ۱۹۸۳ ساخته شدند . ۲۱۰ گريفر هم همگي در اين سه سال توليد شدند . در ۱۹۸۴ در بررسي از هفتادوپنج كلينيك فقط بيست وپنج تا از چهل كلينيكي كه بررسي را پذيرفتند پاسخ دادند كه آنها پروتزهاي ميوالكتريكي را نصب مي نمايند .

امر مهم ديگر تعليم متخصصاني براي ايجاد گروههايي است كه در زمينه اندامهاي مصنوعي تجربه داشته باشند . در ۱۹۸۴، ۵۱۵ نفر در اين زمينه در سيستم myo-bock تعليم داده شدند و در تمام نواحي تحت سلطه ايالات متحده ، شامل آلاسكا و هاوائي بكار پرداختند .
آينده
در خاتمه اين قسمت متذكر مي شويم كه آينده اي روشن براي اندامهاي مصنوعي ميوالكتريكي وجود دارد . مطالعات جديد بخصوص در مورد اينست كه حساسيت فيدبك را براي مصرف كننده پروتزميوالكتريكي بالا برند . مطالعات نشان داده شده راين اساس است كه تحريك الكتريكي اعصاب براي فيدبك اندام مصنوعي مي تواند بكاررود تا سيستم ميوالكتريكي را كنترل نمايد . براي افزايش اطمينان يك اندازه گير فشار در انگشت نشانه index finger در هر ميوالكتريكي تهيه شده كه باعث يك تحريك الكتريكي مي شود كه اين تحريك الكتريكي شامل يك سري پالس است كه تكرار آن با افزايش نيرو ازدياد مي يابد .
تحريك الكتريكي عصبها بعنوان فيدبكsen sory براي پروتز دست بكار رفته است . با استفاده از اجزاء ديجيتالي و تكنولوژي ميكروكامپيوتر كنترل سه حالته كنترل متناسبي وسيع ديناميكي را در كانالهاي الكتروميوگرافي لازم دارد .
استفاده از پروتز ميوالكتريكي در نواحي گرمسير مشكل بوده چون عرق سطح پوست حساسيت كانال الكتروميوگرافي را كاهش مي دهد . براي كاهش اثر عرق كردن و شيفت پيدا كردن الكترود ،يك تكنيك باينري ابداع شده است . اين تكنيك كه از آشكارسازيهاي سطحlevel detectors و مدارات لاجيكي با كانال ميوالكتروگرافي استفاده كرده مي تواند دست مصنوعي را با موفقيت براي حركات سري حتي اگر حساسيت در اين كانالها تغيير كند با نرخ رندم ۳۰% بحركت در آورد .
مقايسه پروتز ميوالكتريكي اتوبوك با عملكرد دست چنگكي

پروتز ميوالكتريكي زير آرنج قبلاً مورد بررسي قرار گرفت . چهل و سه بيمار تحت آزمايش قرار گرفتند كه تمام آنها هم پروتزميوالكتريكي و هم عضو مصنوعي استاندارد(standard artificial limb) داشتند . حدود نصف بيماران تقريباً در تمام مدتي كه سر كار بودند و بسياري از آنان كه اكثر مواقع كاري وسيله جديدتر را بكاربردند .
كاربرد آن به نوع كار بيمار، و يا ترس از آسيب رساندن به آن ، بستگي داشت . بنظر مي رسد ،اگر توجه بيشتري به دوام دست و دستكش آن بشود ،پذيرش آن بيشتر خواهد شد . در اينجا در مورد عملكرد و تكامل آتي آن بحث خواهد شد .

پروتز قابل كنترل ميوالكتريكي براي زير آرنج، در رنج قابل ملاحظه اي ، اولين بار توسط كوپرينسكي در سال ۱۹۶۰ مورد استفاده قرار گرفت. و امروزه در مراكز مختلف بطور وسيعي در ميان همه ملل بكار مي رود . برنامه ميوالكتريكي در هيئت غرامت كارگران انتاريو در ژانويه ۱۹۷۹ شروع شد كه در ابتدا دست روسي (انستيتوي توان بخشي مونترال ) و حال بطور برجسته اي در سيستم ياولتي آلماني اتوبوك استفاده مي شود ، حدود ۲۵ تا ۳۰ دست در سال نصب مي شود . همه اين بيماران قبلاً با دست چنگكي كه با طناب سيمي عمل مي نمود كار كرده بودند .