Экзоскелет имеет максимальное количество степеней свободы и способен воссоздавать полноценный функционал человеческой руки, в отличие от аналогов. Разработка позволит восстановить мелкую моторику пальцев рук у пациентов, перенесших инсульт. Создатель проекта - студент 6 курса медико-биологического факультета направления медицинская кибернетика Сергей Анисимов.
Проект реализован на базе научно-технологического центра «Цифровая медицина и киберфизика», открытого в рамках программы «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети».
Технология основана на принципе роботизированной механотерапии. Метод помогает пальцам руки двигаться и тренироваться. Механотерапия давно доказала свою эффективность в лечении постинсультных нарушений мелкой моторики. Роботизированная версия данного метода обладает еще большей эффективностью.
Управление экзоскелетом будет построено на принципе зеркальной терапии. Обычно при таком методе человек смотрит в зеркало: больная рука спрятана, а в отражении он видит здоровую руку, что помогает мозгу «восстановить» движения.
В новой версии всё происходит с помощью камеры и экзоскелета. Камера считывает движения здоровой руки, вычисляет углы между фалангами пальцев и передает сигнал экзоскелету, который повторяет те же движения больной рукой.
Для этого используется специальная система под названием «Нейро-kinesis», разработанная в НТЦ «Цифровая медицина и киберфизика» совместно с учеными кафедры неврологии и нейрохирургии СибГМУ. Она будет распознавать, как именно согнуты пальцы здоровой руки.
К разработке экзоскелета меня подтолкнула проблема постинсультных нарушений мелкой моторики, которая является невероятно острой.
В России только 43% пациентов, переживших инсульт, возвращаются к трудовой деятельности в полной мере, а 44% выживших полностью прекращают трудовую деятельность. Причиной этого являются в том числе и нарушения мелкой моторики, значительно ограничивающие способность пациентов к самообслуживанию и снижающие их качество жизни.
Помимо этого данная проблема является для меня личной, поскольку моя бабушка в 2020-м году перенесла инсульт
– делится Сергей Анисимов.
Существующие аналоги разработки в лучшем случае обладают 11 степенями свободы, тогда как для воссоздания полноценного функционала руки нужно не меньше 15. Экзоскелет студента СибГМУ обладает 3 степенями свободы для каждого пальца и позволит сделать реабилитацию значительно лучше и эффективнее.
Экзоскелет будет состоять из пяти маленьких устройств — по одному на каждый палец. Эти устройства надеваются на пальцы и помогают им двигаться.
Каждое такое устройство сможет:
— сгибать и разгибать палец в разных суставах,
— двигать палец влево и вправо на уровне ладони.
Чтобы обеспечить все эти движения, в конструкции предусмотрены специальные механические суставы. В них нет встроенных моторов — вместо этого они связаны с отдельным устройством (сервоприводом), которое передает движение с помощью тонких тросиков (похожих на велосипедные).
Чтобы устройство точно понимало, в каком положении находится палец, в каждый сустав встроен специальный датчик, который измеряет угол сгиба.
Материалы для экзоскелета были выбраны по принципу совместимости с человеческим телом и созданы с помощью трехмерной печати.
Сейчас уже есть экзоскелет для одного пальца и скоро появятся для еще трех. Сложнее всего будет изготовить большой палец. Провести испытания планируется, когда будет готов полноценный экземпляр экзоскелета для всех пальцев руки.
Сначала экзоскелет будут изготавливать индивидуально — специально для взрослых людей, у которых после инсульта нарушена мелкая моторика.
Когда устройство пройдёт регистрацию как медицинское изделие, появится возможность для массового производства и продажи государственным и частным клиникам.
Также планируется провести дополнительные исследования, чтобы проверить, насколько экзоскелет помогает людям с разной степенью двигательных нарушений — и не только после инсульта, но и при других причинах повреждения нервов рук.
Для личного пользования экзоскелет сделают максимально простым и удобным — так, чтобы им мог пользоваться человек без медицинского образования. А вот для больниц и реабилитационных центров будет разработана более сложная версия с профессиональным программным обеспечением. Она даст врачам и специалистам больше возможностей для настройки и контроля хода восстановления.
Проект реализуется в рамках программы «Стартап как диплом» и конкурса студенческих стартапов Фонда Содействия Инновациям.
