В ЛЭТИ создали систему для диагностики и коррекции когнитивных нарушений

Систему на основе специального шлема, которая представляет собой уникальную комбинацию устройств, позволяющих выполнять электроэнцефалографию, электростимуляцию и фотобиомодуляцию для выявления когнитивных нарушений и их коррекции, разработали ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ) «ЛЭТИ», 26 декабря сообщает пресс-служба вуза.

Когнитивные нарушения, для выявления и коррекции которых разработана эта система, вызывают различные проблемы с мышлением, памятью и восприимчивостью, негативно влияющие на повседневную жизнь больного, ухудшая качество его жизни.

Они могут возникать у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, деменция, синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), но также и у здоровых людей, например, из-за сильной усталости или недосыпания, вызывая трудности с запоминанием, концентрацией внимания и т. п.

Одними из наиболее распространенных нарушений в последнее время являются также посттравматические стрессовые расстройства (ПТСР). Они часто сопровождаются нарушениями поведения, такими как внезапные вспышки гнева, депрессия, тревога, провалы в памяти, шум в ушах, головная боль. ПТСР, тревожные и депрессивные расстройства встречаются у 15–20% пациентов, обращающихся к специалистам.

Терапевтические стратегии для управления этими состояниями включают в основном антидепрессанты и психотерапию (чаще всего когнитивно-поведенческую терапию). Однако эти традиционные методы лечения не помогают больше чем трети пациентов с тревожными расстройствами, что ставит перед специалистами задачу поиска эффективного лечения патологической тревожности.

Диагностику различных когнитивных нарушений выполняют в настоящее время с помощью специальных электроэнцефалографических (ЭЭГ) систем, а для лечения используют устройства и методы неинвазивного воздействия на ткани и структуры головного мозга человека — так называемую нейромодуляцию.

Направлением исследований ученых СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в этой области является повышение эффективности аппаратуры и методов нейромодуляции. Разработка новой системы велась в рамках НЦМУ Павловский центр «Интегративная физиология — медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям стрессоустойчивости».

И. о. заведующего кафедрой вычислительной техники СПбГЭТУ «ЛЭТИ», доктор технических наук, профессор Юлия Шичкина рассказала о ней:

«Мы разработали специальный беспроводной шлем для экспресс-диагностики и коррекции различных когнитивных нарушений. Нами также разработано программное обеспечение для управления шлемом с персонального компьютера и методики проведения скрининга и терапии. В отличие от существующих аналогов этот комплекс объединяет сразу три ключевых функции: диагностику когнитивных нарушений, электростимуляцию и фотобиомодуляцию головного мозга».

Детали для пластикового корпуса шлема разработчики напечатали на 3D-принтере в «Центре прототипирования продуктов на базе гибридного интеллекта в физиологии и медицине» СПбГЭТУ «ЛЭТИ». На его поверхности смонтированы разъемы для подключения различных устройств.

Например, при выполнении скрининга мозговой активности с помощью ЭЭГ используется мобильный беспроводной энцефалограф с сухими электродами. Следует отметить, что разработанная в ЛЭТИ методика диагностики на основе ЭЭГ требует использования в четыре раза меньшего количества сухих электродов.

Также к шлему для улучшения различных когнитивных функций, таких как внимание, память и т. д., к шлему можно подключать блок электростимуляции с соответствующими электродами, через которые осуществляется воздействие на определенные участки головного мозга.

Третьим модулем, подключаемым к шлему, является устройство для фотобиомодуляции, состоящее из блока управления и светоизлучающих диодов, с помощью которых также осуществляется терапия когнитивных нарушений.

Конструкция шлема позволяет быстро настраивать все электроды и светодиоды подключаемых терапевтических модулей под индивидуальные особенности головы пациента за счет изменения расположения электродов и светодиодов на голове пациента. Испытание работы шлема проводилось в ходе ряда экспериментов на добровольцах.

Разработанный в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» аппарат может выполнять мониторинг и терапию восьми широко распространенных когнитивных нарушений, в том числе депрессивное расстройство, тревожное расстройство, ПТСР, когнитивные нарушения (с помощью стимуляции памяти и внимания), абстинентный синдром (физические, неврологические, соматические и психопатологические расстройства, возникающих после резкого прекращения приема психоактивного вещества).

Для работы в автономном режиме шлем оснащен аккумулятором. Управление всей системой осуществляет специальная программа (ПО). С компьютером, на котором она установлена, шлем связывается по Bluetooth или Wi-Fi. В планах разработчиков создание мобильной версии ПО.

«В результате комбинации всех трех функций, шлем позволяет восстанавливать когнитивные функции за 10 сеансов, и в перспективе этот срок может быть сокращен до трех, — отметила Юлия Шичкина. — Эффект восстановления уже наблюдается после первого сеанса, но является кратковременным. В будущем после завершения всех испытаний, мы надеемся, что подобные комплексы будут доступны медицинским организациям».

Разработчики подали две заявки на получение патента на изобретение: первым изобретением является инновационный подход к диагностике, а вторым — способ коррекции когнитивных нарушений.