Чудо движения: как научные разработки возвращают утраченные способности при инсультах, травмах и ДЦП

    02.01.2023
    Статьи
    699

    Ходить и двигаться так просто, когда это получается само собой. Но иногда эту способность приходится возвращать заново или развивать долгой и упорной работой под названием реабилитация. Чтобы помочь чуду произойти быстрее, ученые и инженеры разрабатывают все более новые и совершенные приспособления для реабилитации людей после травм, инсультов и для тех, кто родился с нарушением функций нервной системы. Рассказываем о новинках отечественной реабилитационной индустрии, и желаем, чтобы в Новый год чудеса восстановления совершались как можно чаще!

    Роботизированные комплексы, экзоскелеты, умная одежда и даже виртуальная реальность – сегодня на помощь человеку, заново осваивающему навык движения, готовы прийти самые современные технологии. Тот факт, что они производятся в России, позволяет надеяться на доступность передовых возможностей восстановления для всех.

    Не получается ходить – будем парить в воздухе

    В особенно тяжелых случаях, когда стоять на ногах нет никакой возможности, на помощь приходит устройство, занимаясь на котором человек находится буквально в подвешенном состоянии. Аппаратно-программный комплекс Крисаф воспроизводит механические движения туловища и нижних конечностей, имитируя поддержку водной среды. Его можно использовать на самых начальных этапах восстановления. И это огромное преимущество, ведь в работу включаются все мышцы туловища, шеи и конечностей. Занятия на нем показаны при нарушении двигательных функций после травм и операций на головном и спинном мозге, инсультов, а также для лечения детского церебрального паралича. Постепенно возвращается чувствительность в руках и ногах, улучшается двигательная активность, уменьшается спастичность и улучшается контроль функций тазовых органов.

    Фото: krisaf.ru

    Занятия на этом аппарате показаны и детям (минимальный рост 120 см). Чтобы сделать реабилитацию более интересной для них, разработчики включили элемент игровой виртуальной реальности. Например, занимаясь на нем, ребенок может исследовать глубоководный мир, который он видит на экране компьютера, выполнять различные задания и соревноваться в мини-играх с подводными обитателями. Эти же функции доступны и взрослым.

    Компания-производитель является участником «Сколково». Комплекс запатентован не только в России, но и в США, Китае, Южной Корее и в Европе. До сих пор его сборка осуществлялась в Перми. А в ближайшее время для его производства планируют открыть новую площадку в особой экономической зоне (ОЭЗ) «Титановая долина» под Екатеринбургом. Дистрибьютором комплекса Крисаф выступит отечественная компания «Аспект Медикал».

    Когда за ходьбу отвечает БОС

    Тем, кто может держаться на ногах, освоить навык ходьбы помогают роботизированные комплексы с биологической обратной связью (сокращенно БОС). Их задача – восстановить правильный алгоритм ходьбы. Для этого сначала выявляются нарушения, проводится оценка всех необходимых параметров с помощью специальных датчиков, закрепленных на теле человека. В этом и заключается работа БОС, которая фиксирует ошибки или прогресс пациента, задавая ход дальнейшей реабилитации.

    Занятие на комплексе “Стэдис” фото: neurosoft.com

    В качестве примера можно привести систему реабилитации  «Стэдис» от компании  «Нейрософт» (город Иваново) и комплекс «Биокинект» производства Neurocor (Москва). Оба тренажера выполнены в виде беговых дорожек с поддержкой. Они позволяют проводить тренировки в игровом режиме, используют биологическую обратную связь для корректировки параметров. Тренажер «Стэдис» может использоваться как в автоматическом, так и в ручном режиме. А в системе «Биокинект» применяется функциональная электростимуляция мышц ног для воздействия в фазе физиологической активности.

    Комплекс «Биокинект» в действии, фото: neurocor.ru

    Занятия на них показаны при инсультах, травмах головного и спинного мозга, позвоночника, а также при рассеянном склерозе, паркинсонизме, церебральном параличе, последствиях полиомиелита, остеохондрозе позвоночника. Кроме того улучшить навыки ходьбы с их помощью могут пациенты с медленно срастающимися переломами,  восстанавливающиеся после эндопротезирования, инфарктов или операций на сердце, а также люди, получившие протезы после ампутации.

    Движение рукам вернет… сила мысли

    В определенных случаях реабилитация нужна кистям рук. Для восстановления их локомоторных функций также существуют специальные тренажеры с использованием технологий БОС. Одной из наиболее впечатляющих разработок стал роботизированный комплекс «Ортез-I» для реабилитации после травм и инсультов. Это реабилитационное изделие отечественного Научно-производственного объединения «Андроидная техника», чье производство находится в Магнитогорске.

    Кистевой модуль Фото: npo-at.com

    «Ортез-I» относится к новейшей методике – нейрореабилитации. Принцип его работы основан на стимулировании движения под действием силы мысли самого пациента, реализованного с помощью интерфейса «мозг-компьютер». Сначала на голову человека надевают электроды, регистрирующие активность его мозга. Эти данные поступают на электроэнцефалограф через USB. Затем происходит фильтрация и классификация сигнала  электроэнцефалографии. После этого устанавливаются желаемые углы поворота для каждой кисти начинается само движение рук при помощи кистевого модуля на основании поступающей команды. В итоге кисть двигается именно в соответствии с воображаемым движением под управлением мыслительного процесса.

    Экзоскелет ходячий

    Реабилитационное оборудование для ходьбы может быть не только в виде тренажера, но и костюма, который пациент надевает на себя сверху. Такие приспособления называют экзоскелетами. Они берут на себя часть нагрузки, позволяя понемногу восстанавливать навык в анатомически правильном диапазоне движения. Экзоскелет помогает совершать шаги, не допуская отклонений и поддерживая здоровую осанку и походку. Постепенно пациент привыкает двигаться сам физиологически естественным образом. На сегодняшний день в России существует уже несколько отечественных производителей экзоскелетов. Это компания «ЭкзоАтлет», чья продукция доступна также подросткам и маленьким детям. Отечественные разработки этой марки заслужили признание не только в России, но и в Европе и США. Они восстанавливают правильную походку после инсультов, эндопротезирования и травм, помогают увереннее держаться на ногах людям с ДЦП и рассеянным склерозом.

    Фото: exoatlet.ru

    Есть аналогичные приспособления и для реабилитации верхних конечностей. Это экзоскелеты марки «Экзар-34», которые применяются у детей и взрослых. Их разработали ученые Волгоградского государственного медицинского университета. Модель входит в десятку лучших изобретений, ее широко применяют не только в России, но и за рубежом.

    Сочетание экзоскелета с роботизированным комплексом придумали нижегородские разработчики системы Neuro-Helper – компания «Реабилитационные технологии». Она включает экзоскелет E-helper с функциональной электростимуляцией и электромиографией, медицинскую беговую дорожку с системой страховки от падения и разгрузки веса пациента. Кроме того, в ней предусмотрена система виртуальной симуляции прогулки «Мадис». Занятия проходят в форме компьютерной игры, а свои шаги пациент видит на экране монитора, где их выполняет виртуальный аватар. Комплекс полностью изготавливается в России. Его регистрацию уже начали в 2022 году, параллельно заключив договор о поставках в Индию, где очень заинтересовались отечественной разработкой.

    Реабилитационный комплекс Neuro-Helper, фото: strategy.government-nnov.ru

    Кроме того в разработке сейчас находятся еще несколько моделей экзоскелетов. Один из них создают в Новосибирском государственном техническом университете (НГТУ) НЭТИ. Это будет высокотехнологичное устройство с заданными параметрами правильной ходьбы, предназначенное для реабилитации после инсульта и при нарушениях двигательной функции.

     Другую разработку делают в столице – на базе Московского политехнического университета и компании «Полдень. 21-й век». Приспособление рассчитано для реабилитации после травм, ДЦП и других подобных заболеваний. Разработчики планируют, что экзоскелет будет расти вместе с ребенком (в нем можно будет заменять отдельные детали конструкции по мере необходимости). Также устройству придадут форму костюма супергероя, что обязательно заинтересует малышей, и они охотнее будут заниматься в нем.  

    Как виртуальность возвращает реальные движения

    У виртуальной реальности, которую используют разработчики реабилитационных комплексов, есть большой потенциал и в самостоятельном виде. Так например, очки виртуальной реальности и специальное приложение позволяет восстанавливать нейронные связи. Человек занимается, видя как движения за него выполняет виртуальный аватар. Но мозг воспринимает цифровой образ как свое тело. И в результате способность двигаться возвращается уже к самому пациенту по мере восстановления связей между нейронами.

    Комплект VR GO, фото: vrgo.team

    Такой комплект для реабилитации изготавливают специалисты томской компании «Движение». Он называется VR GO. Сейчас проект проходит тестирование. Он поможет в реабилитации после инсульта, травм, при ДЦП и других заболеваниях. Заниматься в нем можно при разной степени подвижности, главное, чтобы сохранялась двигательная активность мышц шеи.

     Костюмированная реабилитация

    В то, что можно вернуть подвижность даже парализованным, верят ученые НГТУ НЭТИ. В 2022 году там объявили о разработке специального костюма для электростимуляции мышц. Это «умная» одежда – комплект чулок и боди. Носить ее могут даже те, кому недоступны занятия в экзоскелете или на тренажерах. С помощью миостимуляции одежда заставляет мышцы сокращаться, а встроенные датчики «ловят» побуждение мозга на сокращение, которое сам парализованный не может выполнить из-за нарушения нервной связи. Это помогает врачу собрать необходимые данные и сделать выводы о прогнозе лечения. Кроме того, благодаря занятиям в костюме, люди, прикованные к инвалидным коляскам могут заново научиться управлять мышцами, утверждают разработчики.

    Эскиз костюма, фото: nstu.ru

     Еще один «умный» костюм для реабилитации создала отечественная компания Muscles.ai. В нем могут заниматься пациенты с межпозвоночными грыжами, травмами, ДЦП и другими болезнями опорно-двигательной системы. Костюм способен разработать для каждого индивидуальную программу тренировок, проконтролировать правильность выполнения упражнений и даже передать данные врачу удаленно. Настоящее изделие телемедицины!

    Тренировка в “умном” костюме, фото: Muscles.ai

    На руках и ногах устанавливаются специальные контрольные датчики, которые определяют ориентацию тела в пространстве, измеряют ускорение и тому подобное. Все данные распознает и обрабатывает искусственный интеллект.

    Благодаря столь современным и высокотехнологичным разработкам шанс на восстановление подвижности могут получить и те, кто раньше не надеялся вернуть ее. Как говорят специалисты, в человеческом организме масса скрытых возможностей по реабилитации, а умные разработки помогут ускорить процесс.

    Текст: Екатерина Янкевич

    Новости

    читать все
    наверх