Разработана геймифицированная платформа для реабилитации после инсульта

Специалисты научно-технологического центра «Цифровая медицина и киберфизика» СибГМУ совместно с врачами-неврологами университета создали виртуальную систему телемедицинской реабилитации для людей с нарушениями моторной функции верхних конечностей. Разработка позволит снизить нагрузку на реабилитационные центры, сделает реабилитацию возможной в домашних условиях под контролем врача и снизит стоимость процедуры для пациентов.

Проект «Нейро-Kinesis» представляет собой систему восстановительного лечения при нарушениях мелкой моторики. Ее смогут использовать в реабилитации пациенты после инсульта, травм верхних конечностей, страдающие мононевропатией, полиневропатией и туннельным синдромом. Начинать тренировки можно уже на ранних этапах реабилитации под руководством врача, с целью контролировать уровень нагрузки и правильность выполнения упражнений. Задания, адаптированные под бытовые потребности пациента, направленные на улучшение навыков самообслуживания и качества жизни.

Восстановление двигательной функции верхней конечности и, особенно, кисти после инсульта или травмы является длительным и сложным процессом. В значительной степени этому способствует один из основополагающих принципов реабилитации — ее непрерывность. Зачастую после лечения в реабилитационных центрах или специализированных стационарах в острый и ранний восстановительный периоды, пациенты в домашних условиях не получают реабилитационной терапии. Как следствие, может быть упущено самое ценное — время, когда головной мозг достаточно пластичен для компенсации двигательных нарушений — рассказала СибГМУ Екатерина Королёва, доктор медицинских наук, профессор кафедры неврологии и нейрохирурги.

Разрабатываемая система реабилитации имеет ключевое преимущество — она позволяет адаптировать процесс восстановления под индивидуальные потребности пациента благодаря технологии «цифрового двойника». 

Для самостоятельного домашнего использования на рынке представлены тренажеры-перчатки с датчиками, которые фиксируют движения и передают информацию о них в программу. В рамках проекта мы решили отказаться от физических объектов в пользу виртуального захвата движений. Процесс тренировки записывается и отправляется врачу для последующего анализа. На основе полученных данных можно определить, какая мышца была задействована при каждом жесте и сколько энергии было потрачено на выполнение движения. Данная система позволяет объективизировать процесс реабилитации. Врач получает информацию в виде физических параметров движения, что позволяет повысить точность объективной оценки изменений функции верхней конечности пациента на фоне проводимых тренировочных сессий — рассказал Иван Толмачёв, кандидат медицинских наук, руководитель научно-технологического центра «Цифровая медицина и киберфизика» СибГМУ.

Чтобы воспользоваться приложением, нужен компьютер и обычная веб-камера.

Данные с системы видеозахвата отправляются в игровое приложение. Программа отслеживает положение основных точек верхних конечностей пациента в пространстве, записывает их в системе координат и сравнивает с заданным образцом движения. Всего система распознаёт 15 жестов. Для более глубокого погружения можно использовать очки дополненной реальности.

В игре шесть уровней, на которых пациенту нужно собирать открытки, закрашивать фигуры, раскладывать фрукты по корзинам. Задания были составлены и адаптированы специалистами кафедры неврологии и нейрохирургии на основании существующих методик и упражнений лечебной физкультуры: мелкие, средние и крупные захваты, противопоставление пальцев кисти и другие. За выполнение заданий игрок получает баллы. Это позволяет вовлечь человека в процесс реабилитации и мотивировать его постоянно улучшать результат, повторяя тренировку.

Виртуальная система телемедицинской реабилитации прошла клиническую апробацию, получены первые положительные результаты. Сейчас ученые готовят документы для регистрации медицинского изделия и выходят на этап технических испытаний. Проект реализован в рамках программы развития «Приоритет-2030».