В Китае создали VR-систему восстановления рук после инсультов и при остеоартрите

Сочетание виртуальной реальности и эластичных гидрогелевых электродов открывает новые перспективы для упрощения, удешевления и повышения комфорта при реабилитации верхних конечностей.
Группа ученых из Университета Чжэнчжоу совершила прорыв в области восстановления двигательных функций рук, представив систему VR, которая устраняет необходимость в использовании громоздких перчаток с датчиками.
Теперь пациенты, пережившие инсульт или страдающие от остеоартрита, могут проходить реабилитационные процедуры без ограничений в домашней обстановке, в медицинских центрах или на свежем воздухе.
Результаты этого новаторского исследования опубликованы в научном журнале Nano Research.
Ранее для подобных тренировок применялись механические перчатки, которые отличались значительным весом, неудобством и требовали наличия специализированного оборудования.
Новая разработка устраняет потребность в этих сложных устройствах. Вместо этого, на предплечье пациента крепятся мягкие электроды, выполненные из гидрогеля.
Эти электроды регистрируют электрическую активность мышц при движении пальцев. Полученные данные анализируются с помощью искусственной нейронной сети, которая с высокой точностью (97,9%) распознает 14 различных жестов, таких как сжатие кулака или поднятие пальца вверх.
Главное преимущество этой системы ее простота и удобство использования. Отсутствие проводов, громоздких конструкций и сложных механизмов. Пациент надевает очки VR и погружается в интерактивное виртуальное пространство, где выполняет необходимые упражнения. Такой подход не только эффективен, но и увлекателен, превращая процесс восстановления в подобие игры.
«Наша задача избавить пациентов от необходимости использовать неудобные приспособления», подчеркивает профессор Яньчао Мао, руководитель исследовательской группы. «Теперь реабилитация может быть комфортной и доступной. Пользователю достаточно зафиксировать электроды, надеть VR-очки и приступить к тренировкам в любом удобном месте».
Система прошла стадию тестирования и показала многообещающие результаты. В будущем ее можно будет адаптировать для других видов терапии, например, для восстановления после травм спины или для улучшения двигательных функций у пожилых людей. Ученые также планируют усовершенствовать алгоритмы распознавания жестов для повышения точности.
Значимость этой разработки заключается в следующем:
Облегчение процесса реабилитации за счет отказа от дорогостоящего и сложного оборудования.
Повышение мотивации пациентов благодаря использованию VR-технологий, которые делают реабилитацию более интересной и увлекательной по сравнению с монотонными упражнениями.
Возможность проведения реабилитации в домашних условиях, что особенно важно для пациентов, живущих вдали от медицинских учреждений.
Гидрогелевые электроды представляют собой самостоятельный технологический прорыв, поскольку они:
Обладают мягкостью, сравнимой с кожей, и не вызывают раздражения.
Имеют способность к «самовосстановлению» при повреждениях.
Обеспечивают стабильную передачу сигнала даже при активных движениях.
Данный проект решает три ключевые проблемы, связанные с реабилитацией:
Доступность. Традиционные методы требуют посещения клиник и использования дорогостоящего оборудования. В данном случае необходимы только электроды, VR-очки и смартфон. Это значительно снижает стоимость и расширяет возможности для реабилитации, особенно для жителей сельской местности или стран с ограниченными ресурсами в области здравоохранения.
Комфорт. Механические перчатки часто вызывают дискомфорт и усталость. Гидрогелевые электроды мягкие и удобные, а VR-технологии отвлекают внимание от неприятных ощущений, повышая приверженность к терапии.
Точность. Нейронная сеть анализирует движения с большей точностью, чем человеческий глаз. Это позволяет адаптировать упражнения в соответствии с индивидуальным прогрессом пациента, избегая перегрузок и травм.
Ключевой вопрос заключается в долгосрочной эффективности системы. Гидрогель пока прошел испытания только в лабораторных условиях. В реальной жизни электроды могут высыхать, терять адгезию или вызывать раздражение кожи при длительном и частом использовании. Кроме того, остается открытым вопрос о том, как нейронная сеть будет адаптироваться к индивидуальным особенностям пациентов, таким как разная толщина подкожно-жирового слоя, которая может влиять на электромиографические сигналы сообщает innovanews.