Page 17 - ME-06-H

‫הביו־מכניקה בשירות המכשור הרפואי‬

‫"כדי לבצע אופטימיזציה‬
‫לאביזר‪ ,‬יוצרים רפליקה‬

‫ממוחשבת של האדם"‬

‫ד"ר דנה סולב‪" :‬כיום‪ ,‬התאמת פרוטזה היא‬ ‫ד"ר דנה סולב‪ ,‬בוגרת הפקולטה בעצמה‪ ,‬עומדת בראש‬
‫תהליך שתלוי במיומנות של בעל מלאכה‪.‬‬ ‫המעבדה לממשקים ביו־מכניים‪ ,‬שהקימה לאחרונה‪ .‬את‬
‫במעבדה הפכתי אותו למדויק‪ ,‬באמצעות‬ ‫התואר הראשון שלה עשתה בכלל בגיאופיזיקה‪" :‬אני‬
‫בניית מודל ממוחשב על בסיס מדידות‬ ‫מגיעה מתחום המדעים המדויקים"‪ ,‬היא מספרת‪" .‬לטכניון‬
‫עברתי כי רציתי לעסוק בהנדסה ביו־רפואית‪ .‬כשחיפשתי‬
‫אישיות‪ ,‬ועריכת סימולציה לההתפקואלמטהתלהנהדסאתבמיכזונור‪,‬ת | ‪13 | MEgazine‬‬ ‫מנחה מצאתי את פרופ' אלון וולף‪ ,‬ועברתי להנדסת‬
‫בהתחשבות בתכונות המכניות של הרקמה"‬ ‫מכונות‪ .‬הבנתי שבסופו של דבר‪ ,‬הכיוון שלי הוא יותר‬
‫מכניקה"‪ .‬התואר השני והשלישי שלה הם בהנדסת מכונות‬
‫ארגז כלים של מדעי החיים‪" :‬אנחנו חייבים לקחת בחשבון‬
‫פקטורים ביולוגיים ופיזיקליים של הרקמה החיה‪ ,‬שאליה‬ ‫בדגש על ביו־מכניקה‪.‬‬
‫את הפוסט־דוקטורט שלה סולב העבירה ב־‪,MIT‬‬
‫האביזר מתחבר"‪.‬‬ ‫במעבדה שעבדה על פיתוח פתרונות לקטועי רגליים‬
‫כששבה ארצה ופתחה את המעבדה לממשקים ביו־‬ ‫מזווית רפואית־הנדסית‪" :‬החוקרים במעבדה בונים‬
‫מכניים בטכניון‪ ,‬סולב המשיכה באותו כיוון מחקרי‪ ,‬אבל‬ ‫פרוטזות רובוטיות משוכללות מאד‪ ,‬אבל למחקר שלהם‬
‫לאו דווקא בהתמקדות בפרוטזות‪" .‬אנחנו עובדים‪ ,‬למשל‪,‬‬ ‫גם היתה השפעה רפואית ישירה‪ :‬הם המציאו טכניקה‬
‫גם על סוליות למדרסים‪ ,‬סדים לגב עם עקמת‪ ,‬ואביזרים‬ ‫חדשה של ניתוח קטיעה‪ ,‬אחרי עשורים שבהם פרוטוקול‬
‫שנועדו להחליף קביים – מעין פרוטזה זמנית שמתחברת‬ ‫הניתוח לא השתנה"‪ .‬איך הגיעו מהנדסה לתרומה ישירה‬
‫לחלק ברגל מעל הפציעה‪ ,‬ובאמצעותה ניתן לשלוט על‬ ‫לכירורגיה? סולב מסבירה כי הפרוטזות שפותחו במעבדה‬
‫ב־‪ MIT‬כוללות מעבר של סיגנלים מהמוח לרקמת השריר‬
‫מידת העומס המופעלת על כף הרגל והקרסול"‪.‬‬ ‫שנותרה בגדם‪ ,‬ומשם לפרוטזה – וכריתה נכונה ממקסמת‬
‫על אף שהמעבדה מוקדשת למחקר‪ ,‬סולב מציינת כי‬
‫מדובר במחקר אפליקטיבי מאד‪" .‬כבר כיום יש מחקרים‬ ‫את יכולת מעבר הסיגנלים הללו אל הפרוטזה‪.‬‬
‫קליניים על פרוטזות מותאמות מהסוג שעבדתי עליהן ב־‬ ‫"התרומה שלי במעבדה היתה בעיקר בחקר 'בית הגדם'‪,‬‬
‫‪ ,MIT‬והמטרה היא להוציא אותן לשוק כמה שיותר מהר‪.‬‬ ‫הממשק המכני בין הגדם לפרוטזה – כל נושא פיזור‬
‫אבל לנו באקדמיה יש את הפריבילגיה לבדוק גם מודלים‬ ‫הלחצים עליו וכיצד לבצע אותו בצורה המדעית ביותר‪.‬‬
‫שפחות מעניינים את התעשייה‪ ,‬או נראים לה פחות‬ ‫כיום‪ ,‬התאמת פרוטזה היא תהליך מאד לא טכנולוגי‪:‬‬
‫יוצקים גבס‪ ,‬וההתאמה של הפרוטזה הנבנית בהתאם לכך‬
‫משתלמים"‪.‬‬ ‫תלויה מאוד במיומנותו של העוסק במלאכה‪ .‬במעבדה‪,‬‬
‫לצד הסטודנטים להנדסת מכונות שעובדים במעבדה‪,‬‬ ‫לעומת זאת‪ ,‬עבדתי על הפיכת התהליך לטכנולוגי ומדויק‬
‫מתקיים גם שיתוף פעולה עם פיזיותרפיסטים מאוניברסיטת‬ ‫בהרבה‪ :‬בונים מודל ממוחשב של חלק הגוף הרלוונטי על‬
‫בסיס מדידות אישיות‪ ,‬נעזרים באמצעי דימות כמו ‪,MRI‬‬
‫אולטרסאונד ו־‪ ,CT‬ויוצרים גיאומטריה מותאמת אישית‬
‫של הפציינט‪ .‬לאחר מכן מזינים את התכונות המכניות של‬
‫הרקמות הרלוונטיות‪ ,‬ועורכים סימולציות ממוחשבות כדי‬
‫לעצב את האביזר המתאים ביותר‪ .‬למעשה‪ ,‬אנחנו יוצרים‬
‫רפליקה ממוחשבת של האדם במטרה לעשות עליה‬

‫ניסויים ולהשיג אופטימיזציה של הפרוטזה הסופית"‪.‬‬
‫עבודה כזו‪ ,‬היא מדגישה‪ ,‬ממחישה את הצעדים העצומים‬
‫קדימה שעשתה הנדסת המכונות בזכות החישוביות‪" .‬לפני‬
‫עשרים שנה פשוט לא היה לנו את הכוח החישובי למיזמים‬
‫כאלה"‪ ,‬היא מסבירה‪ .‬וכמובן‪ ,‬ממשקים ביו־מכניים דורשים‬

‫הפקולטה להנדסת מכונות | ‪17 | MEgazine‬‬