РАЗРАБОТКА ПРОТОТИПА ОТЕЧЕСТВЕННОГО РЕАБИЛИТАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ

В данной статье приведена статистика инсульта, приведены технологии восстановления двигательных функций неврологических больных и этапы разработки стенда, совместившего в себе современные передовые технологии и призванного стать самым эффективным реабилитационным оборудованием на российском и международном рынках. Представлены аналоги и сравнение с одним из них. Так же в статье описаны дальнейшие планы по воплощению проекта в жизнь.

Ключевые слова: инсульт, реабилитация, мотивация, виртуальная реальность, медицина, стенд.

На сегодняшний день инсульт входит в число наиболее распространённых факторов инвалидности и смертности. Данное неврологическое заболевание несёт за собой не только медико-социальные проблемы, но и значительно влияет на экономику страны. Ведь зачастую в результате неэффективно проведённой реабилитации человек, перенёсший инсульт, остаётся прикованным к кровати на всю оставшуюся жизнь. Статистика гласит, что в России ежегодно фиксируется около 450 000 инсультов, в пересчете на численность популяции взрослого населения около 6 % уже перенесли это заболевание, и большая часть переболевших осталась инвалидами [1]. 70 % избежавших смерти становятся инвалидами, в конечном итоге сталкиваются с временной, частичной или необратимой утратой привычных функций и навыков: зрения, подвижности конечностей, слуха, способности к труду и профессиональной деятельности или привычному жизненному ритму.

Исследователи считают, что успех и эффективность реабилитации зависят от многих факторов, поэтому при качественном восстановлении необходимо учесть их все, что бы с наибольшей вероятностью человек смог вернуться к деятельности, которой занимался до болезни [2].

В настоящее время стали активно использоваться роботизированные медицинские стенды швейцарской компании Hocoma. В линейке вертикализаторов у данной компании представлены ErigoPro и ErigoBasic. ErigoPro является более современной и усовершенствованной версией ErigoBasic, но соответственно имеет и большую стоимость. На данный момент по результатам статистики представленной на сайте компании Бека РУС количество оснащённых медицинских центров стендами ErigoBasic в разы больше, чем ErigoBasic. Это может говорить о том, что большинство медицинских центров не могут переплачивать за дополнительные функции. Оба стенда совместили в себе почти все основные требования медицинского характера к конструкции и мехатроники тренажера.

Для предотвращения клеточной гибели нервов спинного мозга и мышц ног реабилитацию необходимо начинать как можно раньше, лучше всего уже в первые сутки, после перенесенного инсульта и продолжать её практически непрерывно. Ранняя реабилитация предполагает реализацию конструкции тренажера кроватного типа. Наличие опорных нагрузок на стопы ног человека в процессе имитации ходьбы так же обязательно. Поэтому, на определённой стадии реабилитации необходимо более полно имитировать процесс ходьбы, используя конструкцию тренажёра, и положение пациента, позволяющие осуществлять данный вид активности [3].

Одним из самых эффективных методов восстановления Ewan L.M., Kinmond K., Holmes P.S. (2010) считают «наблюдение и подражание» [4]. Данный метод заключается в том, что больной, перенёсший инсульт, внимательно следит за действиями, которые в настоящий момент времени он самостоятельно выполнить не может, а выполняет с помощью физиотерапевтов или пытается самостоятельно повторить увиденное. Часть исследователей считают, что через активность зеркальных нейронов (возбуждающихся при выполнении определённого действия), а также воздействие на мозговые структуры происходит восстановление пострадавших частей головного мозга [4; 5]. Этот современный метод реабилитации довольно быстро развивается, так как хорошо себя зарекомендовал в реабилитологии. На сегодняшний день самым передовым воплощением этого метода является использование виртуальной реальности.

При разработке отечественного реабилитационного комплекса было принято решение совместить двигательную терапию на механизированном вертикализаторе с просмотром пациентом виртуального ролика в очках виртуальной реальности. Таким образом предполагается повысить эффективность восстановления больных, перенесших инсульт. Дополнительная опция в виде виртуальной реальности позволит пациенту сразу видеть результат своих усилий, что оказывает положительное влияние на психологическое состояние и мотивирует его к процедурам [6; 7; 8].

В ходе разработки были произведены расчёты параметров конструкции и механизмов, произведены расчёты конструкции на прочность и жесткость, а также было выполнено 3D моделирование стенда в среде SolidWorks, результат которого представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. 3D моделирование разрабатываемого стенда

Разработанный стенд выполняет те же функции, что и его аналог Hocoma ErigoBasic, имея при этом отличия в конструкции. Но уникальностью разработки, дающей повышенную эффективность проводимых реабилитационных мероприятий предполагаемо будет являться виртуальная реальность. Сравнение комплексов разрабатываемого и аналогичного комплекса представлено в таблице 1.

Таблица 1.

Сравнение Hocoma ErigoBasic с отечественной разработкой

В настоящее время разрабатывается лишь прототип реабилитационного комплекса. Программу управления, создание виртуального ролика, синхронизация движений механизмов с движениями в ролике, доработка прототипа и его сертификация – это всего лишь малая часть того, что предстоит сделать на пути к производству и продаже высокоэффективного отечественного реабилитационного комплекса.

Список литературы:

1. Ибрагимов М.Ф. Комплексная система реабилитации больных, перенесших ишемический инсульт, на этапах стационар — реабилитационный центр — поликлиника: дис. канд. мед. наук: 14.01.11 / Казан. гос. мед. акад. Казань, 2013. 128 с.
2. Цветкова Л.С. Нейропсихологическиая реабилитация больных. Речь и интеллектуальная деятельность: Учеб. пособие. 2-е изд., испр. и доп. М.: Издательство Московского психолого-социального института; Воронеж: Издательство НПО «МОДЭК», 2004. 424 с. (Серия «Библиотека психолога»).
3. Биомехатроника лечебно- исследовательского тренажёра-кровати / А.К. Платонов [и др.] // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2012. № 16. 32 с. URL: http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2012-16
4. Ewan L.M., Kinmond K., Holmes P.S. An observation -based intervention for stroke rehabilitation: experiences of eight individuals affected by stroke // Disability and Rehabilitation. 2010. Vol. 32. № 25. P. 2097—2106. doi: 10.3109/09638288. 2010.481345
5. The potential for utilising the «mirror neurone system» to enhance recovery of the severely affected upper limb early after stroke: a review and hypothesis / V. Pomeroy [et al.] // Neurorehabil Neural Repair. 2005. Vol. 19. № 1. P. 4—13. doi: 10.1177/1545968304274351
6. A strategy for computer-assisted mental practice in stroke rehabilitation / A. Gaggioli [et al.] // Neurorehabil Neural Repair. 2006. Vol. 20. № 4. P. 503—507. doi: 10.1177/1545968306290224
7. Holden M. Virtual environments for motor rehabilitation // CyberPsychology & Behavior. 2005. Vol. 8. № 3. P. 187—211. doi:10.1089/cpb.2005.8.187
8. Virtualenvironment-based telerehabilitation in patients with stroke / M.K. Holden [et al.] // Presence. 2005. Vol. 14. № 2. P. 214—233. doi: 10.1162/1054746053967058