Создана система для экзоскелета, распознающая желание двигаться
Специалисты Московского политехнического университета разработали новую систему управления экзоскелетом, которая определяет намерение пациента двигаться. Эта система уже продемонстрировала свою эффективность в помощи больным после инсультов. Об этом сообщает портал Ferra.
Экзоскелеты используются для реабилитации людей с нарушениями двигательных функций, однако традиционное программное обеспечение таких устройств часто не учитывает индивидуальные потребности пациентов. Это приводит к тому, что помощь экзоскелета не всегда соответствует реальным намерениям человека, что снижает эффективность реабилитации. Исследователи в области нейрореабилитации связывают успешное восстановление двигательных функций с активацией определенных областей коры головного мозга, поэтому синхронизация работы экзоскелета с этой активностью является важным направлением.
Разработанная система, предложенная кандидатом технических наук и доцентом Московского Политеха Еленой Петруниной, анализирует три сигнала: электроэнцефалограмму (ЭЭГ), электромиограмму мышц ног (ЭМГ) и электродермальный ответ кожи. Все три сигнала фиксируются с помощью электродов, установленных на теле пациента, и одновременно передаются на компьютер.
Во время сеанса пациенту показывают сигнал о предстоящем движении, затем демонстрируют это движение или просят его представить. Система анализирует реакцию мозга и мышц на этот сигнал и определяет момент, когда пациент намерен начать движение, что называется маркером "намерения движения".
Маркер формируется путем отслеживания амплитуды мышечного сигнала и сопоставления его с изменениями электродермального ответа. Если оба показателя превышают пороговые значения одновременно, это фиксируется как начало движения. В зависимости от расшифровки сигналов ЭЭГ и ЭМГ система переключает экзоскелет в один из четырех режимов ассистирования: от автоматического, где устройство адаптируется к активности мозга и мышц, до ручного, где оператор задает интенсивность.
Система была протестирована на сорока пациентах, перенесших ишемический инсульт, в медицинском центре Юго-Западного государственного университета в Курске на протяжении двенадцати недель. Пациенты были разделены на экспериментальную и контрольную группы по двадцать человек. Эффективность реабилитации оценивалась по шкале баланса Берга, которая является стандартным инструментом в неврологии. В конце курса реабилитации показатели по шкале Берга в экспериментальной группе увеличились на 22 балла, в контрольной - на 12 баллов, что подтвердило статистическую значимость разницы. Исследователи планируют продолжить работу над повышением точности классификации сигналов ЭЭГ и ЭМГ, а также увеличением скорости реакции экзоскелета на сигналы пациента.
