Исследователи из Мюнхенского технического университета разработали инновационную систему, которая позволяет пациентам быстрее восстанавливать подвижность парализованных рук и кистей после инсульта. Метод основан на функциональной электростимуляции (ФЭС), активирующей мышцы предплечья и использовании экзоскелета, поддерживающего всю руку.
Первыми участниками клинических испытаний стали 24 пациента клиники Schön Klinik Bad Aibling. Исследование опубликовано в материалах 10-й Международной конференции IEEE RAS/EMBS по биомедицинской робототехнике и биомехатронике (BioRob).
ФЭС стимулирует определенные мышцы предплечья, помогая пациентам выполнять такие движения как захват предметов или ловля мяча. Однако инсульт часто затрагивает не только кисть, поэтому экзоскелет поддерживает всю руку, включая плечо, облегчая движение.
Для ускорения реабилитации применяется интерактивная компьютерная игра, автоматически подстраивающаяся под способности каждого пациента. В игре человек должен ловить цветные мячи и сортировать их по коробкам, тренируя хват и движения руки.
Ключевой элемент системы является цифровой двойник, который анализирует способности пациента и степень повреждения двигательных функций. Это позволяет определить, какие мышцы нуждаются в стимуляции и какую нагрузку должен обеспечивать экзоскелет.
«Каждый случай инсульта индивидуален, и сигналы от мозга к мышцам могут передаваться с разной степенью нарушения. Чтобы оптимизировать процесс восстановления, мы используем алгоритмы, объединяющие данные о мышечной активности, силе стимуляции и помощи экзоскелета в единый контур управления», — объясняет профессор Сандра Хирше, руководитель проекта.
Система позволяет пациентам самостоятельно тренироваться без посторонней помощи.
«Ранее ничего подобного — сочетания электростимуляции и экзоскелета в модульной системе — не существовало», — говорит Кармен Кревер, глава исследовательской группы в Schön Klinik.
Экзоскелет для руки помогает играть на фортепиано быстрее и лучше
Новая мягкая бионическая рука считывает сигналы позвоночника: видео