HISO - เรื่องเล่าข่าวเด่น

  
   Follow us      
  
ผู้จัดการรายวัน [ วันที่ 14/03/2555 ]
สมองคนสู่สมองกลอัจฉริยะ: เทคโนโลยีกายอุปกรณ์เทียม(ตอน1)

            เทคโนโลยีกายอุปกรณ์เทียม (Prosthetic Technology) เป็นวิทยาการที่นำไปสู่การพัฒนาอุปกรณ์เพื่อใช้ทดแทนบางส่วนของร่างกายของผู้พิการที่ขาดหายไปเพื่อช่วยให้ผู้พิการสามารถใช้ชีวิตได้ดีขึ้น แต่กายอุปกรณ์เทียม (Prostheses) ที่ได้ถูกออกแบบและพัฒนาในอดีตที่ผ่านมาไม่สามารถตอบสนองการเคลื่อนไหวได้อย่างสมบูรณ์ทำให้ในผู้พิการบางรายถึงแม้ว่าจะใช้กายอุปกรณ์เทียมแล้วก็ตามยังจำเป็นที่จะต้องมีบุคคลอื่นมาช่วยเหลือในการใช้ชีวิตประจำวัน ซึ่งทำให้กายอุปกรณ์เทียมในรุ่นต่อมามีการพัฒนาทางด้านคุณลักษณะการใช้งานให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อให้ผู้พิการสามารถดำรงชีวิตได้ด้วยตนเองโดยไม่ต้องมีผู้ช่วย แต่อย่างไรก็ตาม    การเคลื่อนไหวของอุปกรณ์เทียมล่าสุด เช่น เข่าเทียมหุ่นยนต์แบบปรับอัตราหน่วง คิดค้นโดยทีมนักวิจัยของ   ฟีโบ้ที่ได้รับรางวัลชนะเลิศสิ่งประดิษฐ์ปีนี้จากสภาวิจัย   แห่งชาติ ก็ยังไม่สามารถตอบสนองการเคลื่อนที่หรือเคลื่อนไหวได้ตามต้องการของผู้ใช้ เพราะอุปกรณ์เทียม   ดังกล่าวใช้เพียงสัญญาณป้อนกลับจากจุดที่เกิดแรงกระทำจากภายนอกทำให้การควบคุมการทำงานของอุปกรณ์เทียมขึ้นอยู่กับแรงภายนอกซึ่งไม่ได้เกิดจากการสั่งงานจากสัญญาณทางชีวภาพที่มาจากผู้พิการเอง
          สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (ฟีโบ้) จึงได้มอบหมายให้ ดร.ปราการเกียรติ ยังคง นำทีมวิจัย      "ต่อยอด" เข่าเทียมดังกล่าว โดยจักนำ สัญญาณชีวภาพ(Biosensor data and signal) มาใช้ในการควบคุมอุปกรณ์เทียมนี้ จนทำให้ผู้พิการสามารถเคลื่อนไหวให้มีความใกล้เคียงกับขามนุษย์จริงมากขึ้น ในงานวิจัยนี้ สถาบันฯได้มุ่งเน้นในการนำ สัญญาณกล้ามเนื้อ (Electromyography) มาใช้ในการควบคุมเข่าเทียมแบบปรับอัตราหน่วงได้ผ่านระบบโครงข่ายประสาทเทียม องค์ความรู้ใหม่ที่ทีมฟีโบ้พัฒนาขึ้นมาทางด้านการใช้สัญญาณชีวภาพในการควบคุมอุปกรณ์เทียมนี้ นอกจากจะช่วยเหลือผู้พิการให้สามารถใช้ชีวิตประจำวันได้ใกล้เคียงความสามารถของบุคคลโดยทั่วไปมากขึ้นแล้ว ยังเป็นการขยายฐานนักธุรกิจใหม่ด้านเทคโนโลยี (Technoprenuers) ที่ฟีโบ้ได้ริเริ่มขึ้นผ่านโปรแกรมการบัณฑิตศึกษาสาขาธุรกิจเทคโนโลยีของสถาบัน โปรแกรมนี้บริหารโดย ดร.วรพจน์ อังกสิทธิ์ สัญญาณกล้ามเนื้อได้รับการศึกษาครั้งแรกในปี 1912 โดยใช้กัลวานอมิเตอร์ สัญญาณกล้ามเนื้อเป็นสัญญาณชีวภาพประเภทหนึ่งที่ กล้ามเนื้อโครงร่าง (Skeletal muscle) สร้างขึ้น กล้ามเนื้อนี้เป็นหนึ่งในสามกล้ามเนื้อหลักที่ทำให้ร่างกายเกิดการเคลื่อนไหว โดยอีกสองประเภทคือ กล้ามเนื้อเรียบ (Smooth muscle) และ กล้ามเนื้อหัวใจ (Cardiac muscle)
          การหดตัวของกล้ามเนื้อหรือ Contraction ของกล้ามเนื้อโครงร่างอยู่ภายใต้การควบคุมของสมองทำให้เกิดแรงและทำให้เกิดการเคลื่อนที่ อย่างไรก็ตาม การหดตัวของกล้ามเนื้อเกิดขึ้นเป็นกลุ่มหรือที่เรียกว่ามัดกล้ามเนื้อ และมีจุดกระตุ้นเริ่มต้นหรือ Trigger point ทำหน้าที่ส่งสัญญาณไฟฟ้าไปตามแนวกล้ามเนื้อ
          ค่าของศักย์ไฟฟ้ามีความเป็นบวกสูงขึ้นเมื่อ Ion pump ยอมให้ประจุแคลเซียมวิ่งเข้าสู่เซลล์มากกว่าปกติ ขึ้นไปสู่ระดับ 30 มิลลิโวลต์ จากนั้น ระบบของเซลล์ประสาทจะเข้าสู่สภาพความเป็นลบของศักย์ไฟฟ้าอีกครั้งเมื่อ Ion pump ปล่อยประจุแคลเซียมออกจากเซลล์มากกว่าปกติ ทำให้ค่าศักย์ไฟฟ้าลดลงสู่ระดับ -80 มิลลิโวลต์อีกครั้ง Polarization ที่เกิดขึ้นในแต่ละเส้นใยกล้ามเนื้อรวมเข้าด้วยกันเกิดเป็นสัญญาณไฟฟ้ารวมของเซลล์ประสาทนั้นๆ และเมื่อสัญญาณไฟฟ้าของเซลล์ประสาททั้งหมดรวมเข้าด้วยกัน
          เมื่อสัญญาณกล้ามเนื้อมีค่าสูง กล้ามเนื้อจะเกิดการหดตัวมาก หรือเมื่อสัญญาณกล้ามเนื้อมีค่าต่ำ กล้ามเนื้อจะเกิดการหดตัวเพียงเล็กน้อย ดังนั้น สัญญาณไฟฟ้าจึงมีความสัมพันธ์โดยตรงกับปริมาณการเคลื่อนไหวของร่างกาย เหมาะสมกับการนำมาประยุกต์ใช้ในการควบคุมอุปกรณ์เทียม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีการควบคุมความหน่วงของข้อเข่าเทียม สัญญาณกล้ามเนื้อจะต้องระบุให้ได้ว่าการเคลื่อนที่ของขาข้างที่ใช้ข้อเข่าเทียมอยู่ในเฟสใดของการเดิน
 


pageview  1205099    
สำนักงานพัฒนาระบบข้อมูลข่าวสารสุขภาพ Health Information System Development Office (HISO)
ห้อง A3 ชั้น 3 อาคาร 4Plus Buiding เลขที่ 56/22-24 ซอยงามวงศ์วาน 4 ต.บางเขน อ.เมือง จ.นนทบุรี 11000
Tel : 02-5892490-2 Fax : 02-5892493 www.healthinfo.in.th
 
© Health Information System Development Office (HISO) . All Rights Reserved