Архив:

Электронный тактильный жилет для реабилитации пациентов с нарушениями координации

Исследователи из Калифорнийского университета и Центра передовых хирургических и оперативных технологий разработали специальный жилет, предназначенный для реабилитации пациентов, которые заново учатся ходить и имеют какие-либо проблемы с поддержанием равновесия.

Разработчики и исследователи из Калифорнийского университета и Центра передовых хирургических и оперативных технологий (Center for Advanced Surgical and Interventional Technology - CASIT) представили свою разработку на международном симпозиуме «Haptics Symposium», который проходил в Уолтеме, штат Массачусетс, в марте этого года.

Очень часто случается так, что вследствие каких-либо перенесенных заболеваний или травм человеку фактически заново приходится осваивать забытые навыки в ходьбе. Такие нарушения координации могут быть следствием ампутации нижних конечностей, заболеваний головного мозга, внутреннего уха вследствие нейроинфекции, травм, приема некоторых лекарственных средств. При этом нарушение координации приводит к частым падениям и неуверенности в себе при проведении реабилитационных мероприятий.

Реабилитация - процесс сложный и длительный, приходится значительное количество времени проводить в кабинете физиотерапевта, на тренажерах, в брусьях. Однако в повседневной жизни, например, в пути из реабилитационного центра домой или при передвижении в самом центре, санатории или лечебнице нарушенная координация дает о себе знать и значительно ограничивает человека. Именно для этих людей предназначена разработка американских ученых - тактильный жилет, который поможет улучшить и ускорить процесс восстановления.

В жилете в области каждого плеча вмонтированы акселерометры, которые реагируют на изменение наклона туловища вперед-назад и вправо-влево. Эта информация передается на процессор, а затем с помощью сжатого воздуха, нагнетаемого в силиконовые шарики - на определенные участки тела пациента. 25-миллиметровые силиконовые шарики располагаются попарно, слева и справа на грудной клетке, между лопатками и по бокам туловища в области трапециевидных мышц.

Система оснащена баллоном со сжатым воздухом, который по команде процессора нагнетается в силиконовые шарики в зависимости от изменения положения тела (фиксируется акселерометром), т.е. наклонов вперед-назад и вправо-влево. В зависимости от того, куда «качает» пациента, соответствующие пневмоприводы в виде силиконовых шариков толкают его, сигнализируя об отклонении от вертикального положения: «Не спи, хозяин, не то упадешь!» Скорость реагирования - 60 миллисекунд, чего более, чем достаточно, чтобы успеть среагировать и не упасть.

Такая коррекция положения тела пациента может показаться несущественной помощью при восстановлении навыков ходьбы, однако сами пациенты утверждают, что тактильный жилет значительно помогает в процессе реабилитации и не только упрощает его, но и значительно ускоряет.

Нельзя сказать, что разработка специалистов Калифорнийского университета и CASIT не имеет аналогов, подобные тактильные системы обратной связи уже используются в игровых приложениях и тренажерах для обучения пилотов, однако в качестве реабилитационного средства используется впервые.

Пневматический привод достаточно компактен, чтобы поместиться в жилете, а система управления обеспечивает практически мгновенную обратную связь. «Другие типы приводов, на основе гидро- и сервоприводов не могут реагировать с такой скоростью, как пневмопривод», - говорит Мартин Калджет, ведущий научный сотрудник этого проекта - «поэтому они не могут обеспечить обратную связь с пациентом в режиме реального времени для того, чтобы он смог удержаться на ногах». Имеет пневмопривод преимущества и перед вибротактильными устройствами. «Кожа со временем привыкает к вибрации и их восприятие пациентом снижается со временем», - отмечает Калджет.

Пневматические системы с обратной связью, разработанные Центром передовых хирургических и оперативных технологий, могут использоваться при реабилитации после ампутации ног. Датчики фиксируют прилагаемое усилие и направление движения, а затем передают эту информацию в процессор и систему пневмоприводов, которые крепятся на бедре.

На начальных этапах реабилитационного процесса инвалидов-ампутантов такая система помогает установить физическую обратную связь с протезом. За счет этого пациент ощущает, в каком направлении двигается нога, как протез становится на опору, отрывается от нее. Это помогает намного быстрее выработать навыки ходьбы на протезе, оптимизировать прилагаемые усилия и привыкнуть к протезу. Мартин Калджет говорит, что использование пневмосистемы с обратной связью фактически позволяет «почувствовать протез», сигналы при ее использовании пропорциональны и естественны.

«Хотя еще слишком рано делать выводы из результатов проведенного исследования, первые отзывы пациентов были положительными», - говорит Мэрилинн Уайетт, проводившая клинические испытания этой системы у инвалидов-ампутантов в военно-морском медицинском центре в Сан-Диего, - «некоторые из них надеются, что данная система будет усовершенствована и поможет им вернуться к активной жизни, в т.ч. и к занятиям плаванием, сноубордингом, горнолыжным спортом».

Использованы материалы Digg, IEEE Spectrum magazine и medGadget

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ