В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ разрабатывают аппаратно-программный комплекс «Аглая», который направлен на помощь в реабилитации пациентов, перенесших инсульт, с помощью аудиовизуального сопровождения.
Цель лаборатории — создание нейропсихологических разработок, направленных на здоровьесбережение для повышения здорового долголетия населения. Сейчас деятельность сотрудников сосредоточена на разработке реабилитационной системы «Аглая», ассистирующей ранее разработанному в НГТУ НЭТИ «Гефесту».
Реабилитационный комплекс «Гефест» — это медицинский программно-аппаратный комплекс, который помогает пациентам, потерявшим способность ходить после инсульта, восстановить навыки ходьбы. В основе технологии — имитация ходьбы с помощью механической поддержки конечностей. Проект разработан в НГТУ НЭТИ под руководством Алексея Цыгулина, доцента кафедры проектирования технологических машин и кафедры теоретической и прикладной информатики в рамках программы «Приоритет 2030».
Перед разработкой «Аглаи» командой было проведено исследование, в котором приняли участие пациенты городской клинической больницы Новосибирска в возрасте от 60 до 80 лет. Исследование показало, что у пожилых пациентов после инсульта не наблюдается типичной депрессии и тревоги, но они склонны испытывать проблемы со сном, утомляемость, неуверенность в себе и чувство бесполезности. Это позволило ученым выдвинуть гипотезу о необходимости вместе с физической активностью задействовать положительные эмоции и память, которые помогут пациенту захотеть вернуться к прежней жизни.
Для решения этой проблемы необходимо разработать реабилитационные методы, которые будут восприниматься как несложные, но при этом позволят пациентам воспроизводить привычные действия (например, прогулку по парку) и чувствовать свою ответственность за результат. По словам разработчиков, именно комбинация «Аглаи» и «Гефеста» поможет пациентам чувствовать себя увереннее в реальной жизни и постепенно восстановить свою самостоятельность в движениях и активности.
«Технически «Аглая» — это аппаратно-программный комплекс, представляющий собой большой экран на штативе, к которому подключаются компьютер и контроллеры «Гефеста» для синхронизации видео и движений пациента во время тренировок. В «Аглае» используется комплексное воздействие визуального контента и физических упражнений: пациент тренируется на тренажере, одновременно наблюдая за видеомаршрутом на мониторе», — рассказала Валерия Капустина.
В отличие от AR/VR-технологий, используется минимальное количество стимулов, фокус на реальном движении. Это позволяет избежать перегрузки мозга и создать более естественную и привлекательную среду для реабилитации. Отличие же от геймификации в том, что технология не использует искусственные сценарии и графику, а стремится задействовать реальные воспоминания пациента, чтобы стимулировать его эмоциональную сферу и мотивацию на возвращение к обычной жизни.
Система находится в стадии разработки: сейчас команда создает видео «от первого лица», которые погружают пациентов в ощущение прогулки по знакомым местам, например, по Михайловской набережной, Академгородку или около театра «Глобус». По словам разработчиков, задействование воспоминаний поможет простимулировать создание новых положительных нейронных связей и, как следствие, ускорить процесс реабилитации.
«С учетом того, что пациенты находятся на тренажере от 5 до 15 минут, мы решили, что видеоролики должны иметь смысловую нагрузку для человека, например, не просто идти прямо по улице, а проходить конкретный маршрут из одной точки города в другую, имитируя реальную жизненную ситуацию», — дополнила Валерия Капустина.
«Контроллеры «Гефеста» передают информацию «Аглае», что позволяет персонализировать систему реабилитации под каждого пациента: видео на экране синхронизируется с движениями человека на тренажере, подстраиваясь под темп пользователя. «Гефест» получает от «Аглаи» информацию о препятствиях, подъемах и спусках на видео и имитирует эти условия механически: при отображении подъема по лестнице тренажер смоделирует правильные движения, помогающие пациенту ощутить этот процесс. В будущем мы планируем расширить функционал «Гефеста» — добавить возможность «прогулки» и движения не только от первого, но и от третьего лица будто пациент управляет своим персонажем в игре, что позволит задействовать зеркальные нейроны и еще больше повысить эффективность реабилитации», — прокомментировал Алексей Цыгулин.
По словам разработчиков, «Аглая» обладает потенциалом для применения не только в реабилитационных центрах, где продолжительность лечения ограничена, но и в домашних условиях или фитнес-центрах. Для этого предстоит разработать более компактную версию «Аглаи» и обеспечить совместимость с тренажерами, такими как степперы или беговые дорожки, посредством специальных контроллеров.
Фото: N.kazakoff, commons.wikimedia.org
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.