כולנו מכירים מישהו עם בעיות כאלו או אחרות בשרירים, עצמות, מפרקים או עצבים המורגשות תוך כדי תנועה, אם זה כתוצאה מפציעת ספורט, פציעה בצבא, מחלה, תנועות שחוזרות על עצמן המערבות הפעלת כוח או אם בשל גורמים הקשורים למבנה, ביולוגיה, גנטיקה, גיל, משקל או אורח החיים. לכל אדם דפוס הליכה שונה, שלמעשה יכול לשמש כטביעת אצבע הייחודית שלו. תנועה אנושית היא תולדה של אינטראקציה מורכבת ומתואמת להפליא בין עצמות, שרירים, רצועות ומפרקים בתוך מערכת השלד והשרירים ומערכת העצבים. גוף האדם מפעיל תוך כדי הליכה מאות שרירים, עצמות ומפרקים כדי לספק תנועות חלקות ויעילות. אותי המכונה הזאת תמיד הדהימה. פגיעה בכל אחד מהאלמנטים של המערכת תשנה את האיזון העדין ותגרום להידרדרות, חוסר יציבות או ליקוי בתנועה. מה שמעניין הוא ששינוי מבוקר, מניפולציה ושליטה בסביבה המכנית יכולים לסייע במניעת פציעות, ולהאיץ תהליכי ריפוי ושיקום.
וכך צללתי להבנה עמוקה של הביומכניקה במהלך התנועה, מדע העוסק בחקר תנועת האדם באמצעות ניתוח דיגיטלי מתקדם של כוחות ותנועות. בעזרת הביומכניקה נוכל ללמוד על הגורמים למחלות והפרעות תנועה, לקבל החלטות לגבי סוג הטיפול והשפעתו ואף לשפר ביצועים בספורט. העלייה בתוחלת החיים, והבעיות הרבות במערכת שריר שלד מהן סובלים בני גיל הזהב, הובילו חברות רבות להשקיע בתחום זה. בנוסף, חברות לביצועים ספורטיביים מאוד מתעניינות בביומכניקה של התנועה, שמסייעת להבין באופן מדעי את דרישות הספורטאי ומאפשרת להשתמש בנתונים ביומכניים לשיפור ביצועים.
ניתוח תנועה בתוך המעבדה אמנם הביא למספר המצאות, ששיפרו את איכות החיים של מיליוני אנשים, אך החיים האמיתיים מורכבים יותר מתנאי המעבדה, ולכן ניתור של תנועה באופן רציף מחוצה לה יאפשר פריצות דרך מדעיות וטכנולוגיות. בנוסף, ביחוד בתקופה זו, שבה אנו נמצאים וכולנו צריכים לשמור מרחק, כלים לניתור תנועה מרחוק נחוצים לנו יותר מתמיד. בשנים האחרונות, טכנולוגיות לבישות, המאפשרות ניתוח תנועה בסביבה טבעית, צברו פופולריות כאלטרנטיבה למערכות מעבדה. בעזרת חיישנים חדישים ניתן למדוד את התנועה בזמן אמת, להעביר למטופל משוב מיידי שמתקן את התנועה הלא תקינה ולאגור את הנתונים לצורך מעקב וניתוח מתקדם. מאגר נתונים שיבנה כתוצאה ממחקר זה יהיה הראשון מסוגו ויכלול מידע נרחב על תנועה מחיי היום יום של הנבדקים (לדוגמה, פציינטים בקליניקה, ספורטאים או חיילים בשטח). על מידע זה אנו מתעתדים להפעיל כלים של בינה מלאכותית, כדי לפתח מודלים לגילוי מוקדם ולחיזוי של פתולוגיות ופציעות אורתופדיות ונוירולוגיות מגוונות.
מתחילת דרכי האקדמית, בלימודי התואר הראשון ב-MIT התעניינתי בחקר גוף האדם ובמיוחד במרכיב ההנדסי מאחורי המכונה המופלאה הזו. לאורך הדרך ועד לפוסט-דוקטורט באוניברסיטת סטנפורד צברתי כלים שהובילו אותי למעבדה שבראשה אני עומדת היום: המעבדה לביו-תנועה והתקנים לבישים, בפקולטה להנדסה ביו רפואית בטכניון. מטרתנו היא לגשר על הפערים בהבנת האופי המורכב של בעיות אורתופדיות ונוירולוגיות על ידי גישה רב-תחומית הכוללת חקירה של האינטראקציות הדינמיות בין המרכיבים של מבנה, ביולוגיה ומכניקה. כעת, אנו מפתחים טכנולוגיות לבישות לשיפור, לטיפול ולמניעה של בעיות בתנועה. בעזרת חיישני תנועה חדישים, ניצור התקנים רפואיים לבישים בעלות נמוכה. אני מאמינה שהתקנים אלו והמידע שיביאו עימם הם בעלי פוטנציאל אדיר לשינוי הנוהג הקליני בתחום השיקום, ולעידוד טיפול על ידי פעילות גופנית.
ד"ר אריאל פישר, הפקולטה להנדסה ביורפואית, הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל
חוקרים פרטיים הוא מדור שבועי ב-ynet, שבו מסבירים חוקרים מדוע החליטו לעסוק בתחום המחקר שלהם. המדור נערך בסיוע פרופ' ליאת קוזמא ופרופ' אבי שרודר מהאקדמיה הצעירה הישראלית.
תמונה 1: ד"ר אריאל פישר, זוכה בפרס לחוקרים צעירים בכנס שנתי לחקר אורתופדי. (צלם: איתי חוברה)
תמונה 2: יוצאים מהמעבדה עם טכנולוגיות לבישות. (צלם: איתי חוברה)
