Комплекс НГТУ НЭТИ «Аглая» поможет восстановлению движений после инсульта

Аппаратно-программный комплекс «Аглая», который должен помогать в реабилитации пациентов, перенесших инсульт, за счет аудиовизуального сопровождения тренировок, разрабатывают специалисты Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) НЭТИ, 21 августа сообщает пресс-служба вуза.

Разработка комплекса ведется под руководством заведующей кафедрой психологии и педагогики факультета гуманитарного образования НГТУ НЭТИ Валерии Капустиной в лаборатории, перед которой поставлена задача создания нейропсихологических систем для повышения здорового долголетия населения. Реабилитационная система «Аглая» дополнит терапевтическое воздействие ранее разработанного в НГТУ НЭТИ комплекса «Гефест».

«Гефест» — это медицинский реабилитационный программно-аппаратный комплекс, предназначенный для восстановления навыков ходьбы у пациентов, потерявших способность ходить после инсульта. Комплекс осуществляет для пациента имитацию ходьбы с помощью механической поддержки конечностей.

Он был разработан специалистами НГТУ НЭТИ под руководством доцента кафедры проектирования технологических машин и кафедры теоретической и прикладной информатики Алексея Цыгулина.

Разработке «Аглаи» предшествовало исследование, проведенное участниками проекта. Они обследовали психологическое состояние пациентов городской клинической больницы Новосибирска в возрасте от 60 до 80 лет, перенесших инсульт.

В результате исследователи установили, что типичной депрессии и тревоги у пожилых пациентов после инсульта не наблюдалось, но у них были проблемы со сном, повышенная утомляемость, неуверенность в себе и чувство бесполезности.

Поэтому ученые предположили, что для таких пациентов необходимо вместе с поддержкой их физической активности задействовать в процессе постинсультной реабилитации положительные эмоции и память, чтобы пациенты захотели вернуть себе свою прежнюю жизнь.

Было решено разработать реабилитационные методы, несложные для пациентов, но позволяющие им воспроизводить в уме при работе на тренажере привычные действия (например, такие, как при прогулке по парку) и чувствовать свою ответственность за результат. Участники проекта решили, что совмещение работы «Аглаи» и «Гефеста» поможет пациентам постепенно восстановить свою самостоятельность в движениях и физической активности.

Руководитель проекта Валерия Капустина пояснила, что аппаратно-программный комплекс «Аглая» структурно состоит из большого экрана на штативе и компьютера с программным обеспечением, к которому подключены контроллеры «Гефеста» для синхронизации специально созданного видео и движений пациента во время тренировок.

В результате комплексного воздействия визуального контента и физических упражнений, когда пациент, тренируясь на тренажере, одновременно наблюдает за видеомаршрутом на мониторе, создается более естественная и привлекательная среда для процесса реабилитации.

Разработчики отмечают, что они, в отличие от AR/VR-технологий, используют минимальное количество стимулов, поскольку главное — это реальное движение пациента. Кроме того, такой подход позволяет избежать перегрузки мозга. При этом технология не использует искусственные сценарии и графику, а стремится воплотить реальные воспоминания пациента, которые будут стимулировать его эмоциональную сферу и повышать мотивацию к возвращению в привычную жизнь.

Пока «Аглая» находится еще в стадии разработки. Команда создает видео «от первого лица», чтобы оно давало пациентам ощущение прогулки по знакомым местам Новосибирска. Это поможет созданию новых положительных нейронных связей в мозге и 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», — рассказала 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, — дополнил рассказ Алексей Цыгулин. — „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».

Разработчики «Гефеста» намерены расширить его функционал, добавив возможность «прогулки» и движений не только от первого лица — чтобы пациент как бы управлял своим персонажем в игре. В этом случае будут задействованы его зеркальные нейроны, что должно повысить эффективность реабилитации.

Разработчики «Аглаи» также считают, что их комплекс с минимальными доработками может использоваться не только в реабилитационных центрах с ограниченной продолжительностью лечения, но и в домашних условиях или фитнес-центрах. Такая более компактная версия «Аглаи» станет совместима с тренажерами, например, степперами или беговыми дорожками.