3D-печатное приспособление способно полноценно воссоздавать функционал человеческой руки и поможет восстанавливать мелкую моторику пальцев у пациентов, перенесших инсульт. Автор проекта — студент шестого курса медико-биологического факультета по направлению медицинской кибернетики Сергей Анисимов.
Проект реализован на базе научно-технологического центра «Цифровая медицина и киберфизика», открытого в рамках программы «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети», сообщает пресс-служба Сибирского государственного медицинского университета. Технология основана на принципе роботизированной механотерапии. Метод помогает пальцам руки двигаться и тренироваться. Механотерапия давно доказала эффективность в лечении постинсультных нарушений мелкой моторики, а роботизированная версия обладает еще большей эффективностью.
Управление экзоскелетом 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 восстанавливать движения. В новой версии все 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 научно-технологическом центре «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 сорок три процента пациентов, переживших инсульт, возвращаются к трудовой деятельности в полной мере, а сорок четыре процента выживших полностью прекращают трудовую деятельность. Причиной этого являются в том числе и нарушения мелкой моторики, значительно ограничивающие способность пациентов к самообслуживанию и снижающие качество жизни. Помимо этого данная проблема является для меня личной, поскольку моя бабушка в 2020-м году перенесла инсульт», — рассказал Сергей Анисимов.
Существующие аналоги разработки в лучшем случае обладают одиннадцатью степенями свободы, тогда как для воссоздания полноценного функционала руки нужно не меньше пятнадцати. Разработанный экзоскелет обладает тремя степенями свободы для каждого пальца: устройство помогает сгибать и разгибать пальцы в разных суставах, двигать пальцы 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 сервоприводами, которые передают движение с помощью тонких тросиков. Чтобы устройство точно понимало, в каком положении находится палец, в каждый сустав встроен специальный датчик, измеряющий угол сгиба.
Материалы для экзоскелета были выбраны по принципу совместимости с человеческим телом и созданы с помощью, конструкция изготовлена методом 3D-печати. Уже создан экзоскелет для одного пальца, в скором времени будут изготовлены остальные сегменты. 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 пройдет регистрацию как медицинское изделие, появится возможность массового производства и продажи государственным и частным клиникам.
Также планируется провести дополнительные исследования, чтобы проверить, насколько экзоскелет помогает людям с разной степенью двигательных нарушений — не только после инсультов, 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. 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.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.