Одна из самых актуальных задач современной медицины – реабилитация пациентов после операций и последствий различных заболеваний, ограничивающих подвижность и координацию нижних конечностей.
В России ежегодно проводят около 170 тысяч операций на тазобедренных и коленных суставах, и Министерство здравоохранения прогнозирует рост этого числа на 20–25% в ближайшее время. Каждый год примерно 425 тысяч человек переносят инсульт. А ещё около 30 тысяч сталкиваются с ампутацией ног. Процесс восстановления после таких вмешательств и заболеваний часто занимает много месяцев и даже лет, что существенно замедляет возвращение пациентов к полноценной жизни.
В Студенческом конструкторском бюро Череповецкого государственного университета разрабатывают экзоскелет для реабилитации пациентов после операций на нижних конечностях. Этот проект заслужил высокую оценку экспертов и занял второе место в номинации стартапов на VIII Всероссийском конкурсе инклюзивных студенческих проектов, который проходил в ходе форума «Профессиональное завтра».
«Новый экзоскелет создаётся с учётом современных задач и призван значительно сократить сроки реабилитации. Его особенность – интеллектуальная система управления, основанная на анализе электромиографических сигналов, отражающих мышечную активность. Эта технология позволяет экзоскелету точно повторять движения и усилия пациента, что повышает безопасность и эффективность процесса восстановления», – рассказывает научный сотрудник Илья Стрельников.
Устройство будет способно улавливать даже слабые мышечные импульсы, а интеллектуальные алгоритмы смогут эффективно фильтровать шумы и помехи, с которыми неизбежно сталкиваются сенсоры. Задержка в управлении не будет превышать 100 миллисекунд, что обеспечит плавность и естественность движений. Кроме высокой точности, экзоскелет выделяется энергоэффективностью, позволяющей ему работать длительное время без частой подзарядки.
«Применение экзоскелета выходит далеко за рамки реабилитации после ортопедических операций. Он подходит для восстановления пациентов, перенёсших инсульты и травмы позвоночника, а также для поддержки людей с детским церебральным параличом и нарушениями опорно-двигательного аппарата. Кроме того, устройство может использоваться как тренажёр в медицинских учреждениях и центрах адаптации, включая применение с элементами виртуальной и дополненной реальности. Для людей с ампутированными конечностями экзоскелет может применяться как протез или становиться важным этапом на пути к полноценному протезированию», – объясняет научный сотрудник Егор Фомичёв.
На сегодняшний день команда уже создала математическую модель движения человека, разработала принципиальную схему управления и интегрировала её в прототип устройства. Каждый этап сопровождается тестированием на различных испытуемых, что помогает адаптировать систему под индивидуальные особенности пользователей.
Магистранты планируют заявить этот проект на Всероссийский конкурс «Стартап как диплом», который способствует вовлечению талантливых студентов в развитие экосистемы технологического предпринимательства и позволяет защищать выпускные квалификационные работы в формате реальных бизнес-проектов (стартапов).
По мнению экспертов, разработка Череповецкого государственного университета обладает большим потенциалом и может сыграть определяющую роль в развитии отечественной медицинской техники. «Проекты, подобные этому экзоскелету, задают вектор развития отрасли и открывают перспективы для улучшения качества жизни миллионов людей», – было отмечено на одном из заседаний экспертного совета в рамках проекта Череповецкого государственного университета «Стартап как диплом». Очередное заседание запланировано на вторую половину декабря.
Напомним, что к 2030 году планируется создание нового производства робототехнических комплексов на базе межвузовского кампуса инженерного образования при поддержке регионального Правительства.