تیمی از پژوهشگران گروه مهندسی پزشکی–بیوالکترونیک دانشگاه تربیت مدرس موفق به توسعه و ساخت دستگاهی پیشرفته شدند که قابلیت هماهنگ‌سازی تحریک الکتریکی فراجمجمه‌ای (tACS) و تحریک الکتریکی عضلانی (EMS) را به‌صورت همزمان داراست. این فناوری نوآورانه گامی مؤثر در جهت ارتقاء روش‌های توانبخشی بیماران مبتلا به سکته مغزی تلقی می‌شود.
هدف از ساخت دستگاه؛ تقویت هماهنگی عصبی برای توانبخشی مؤثر
سکته مغزی یکی از عوامل اصلی ناتوانی‌های دائمی در سطح جهان است که ضرورت طراحی راهکارهای توانبخشی هدفمند و کارآمد را برجسته می‌سازد. به گفته ابوالفضل اسدیان، دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی دانشگاه تربیت مدرس و مجری این پروژه، تکنیک‌هایی مانند تحریک جریان متناوب ترانس‌کرانیال برای تعدیل فعالیت قشر حرکتی و تحریک الکتریکی عصب محیطی برای هدف‌گیری اندام‌های آسیب‌دیده، به‌صورت جداگانه مؤثر بوده‌اند. اما مطالعات اخیر نشان داده‌اند که ترکیب همزمان این دو روش با تنظیم دقیق فاز، می‌تواند منجر به افزایش هماهنگی میان سیستم‌های عصبی مرکزی و محیطی و بهبود چشمگیر عملکرد حرکتی شود.
ویژگی‌های فنی دستگاه طراحی‌شده
این دستگاه بر پایه طراحی مهندسی دقیق برای ارائه تحریک هماهنگ شده مغزی و عضلانی توسعه یافته و شامل مؤلفه‌هایی مانند:
- ژنراتورهای آنالوگ تولید شکل موج
- تقویت‌کننده‌های دقیق سیگنال
- مدارهای حلقه قفل فاز (PLL) برای هم‌فازی تحریک‌ها
- ماژول‌های ایزوله‌کننده ایمنی برای محافظت از بیمار
- خروجی‌های محافظ برای جلوگیری از آسیب‌های احتمالی
اسدیان توضیح داد که آزمایش‌های شبیه‌سازی‌شده و تجربی نشان داده‌اند این سیستم توانایی حفظ شکل موج پایدار، هماهنگ‌سازی دقیق فاز و عملکرد ایمن در شرایط مختلف بار را دارد.
ارزیابی عملی دستگاه در مدل‌های تجربی
پس از آزمایش‌های موفق الکتریکی، دستگاه در قالب مدل‌های شبیه‌سازی‌شده پوست سر انسان مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی‌های انجام‌شده با اسیلوسکوپ نشان داد که علیرغم تفاوت در جریان‌های خروجی، همسانی فرکانس و فاز بین سیگنال‌های تحریک حفظ شده و دستگاه توانسته مدولاسیون مؤثر فعالیت عصبی را ایجاد کند؛ نتیجه‌ای که نشان‌دهنده اثربخشی دستگاه در ارتقاء تعامل مغز و عضلات است.
این دستاورد، نمونه‌ای از ترکیب دانش مهندسی با علوم اعصاب در خدمت بهبود کیفیت زندگی بیماران نورولوژیک بوده و می‌تواند در توسعه دستگاه‌های توانبخشی پیشرفته آینده نقش مهمی ایفا کند.
