Студент 6-го курса медико-биологического факультета направления «Медицинская кибернетика» СибГМУ Сергей Анисимов разработал экзоскелет, способный полностью воспроизводить функции человеческой руки. Устройство с тремя степенями свободы для каждого пальца восстановит мелкую моторику пальцев рук у пациентов, перенесших инсульт.
Экзоскелет состоит из пяти маленьких устройств. Материалы выбраны по принципу совместимости с человеческим телом и созданы с помощью 3D-печати. Каждый модуль надевается на палец и обеспечивает его сгибание и разгибание в суставах и отклонение в стороны на уровне ладони. Точность движений достигается благодаря встроенным датчикам, которые отслеживают угол сгиба в каждом суставе. Движение обеспечивают специальные механические суставы — они связаны с отдельным устройством (сервоприводом), передающим движение с помощью тонких тросиков, похожих на велосипедные.
Технология основана на принципе роботизированной механотерапии, давно доказавшей свою эффективность в лечении постинсультных нарушений мелкой моторики. Управление экзоскелетом построено на принципе зеркальной терапии, который заключается в следующем: человек смотрит в зеркало, больная рука спрятана, а в отражении он видит здоровую руку, что помогает мозгу «восстановить» движения. Для этого используется система «Нейро-kinesis», разработанная в НТЦ «Цифровая медицина и киберфизика» совместно с учеными кафедры неврологии и нейрохирургии СибГМУ. Она будет распознавать, как именно согнуты пальцы здоровой руки.
«К разработке экзоскелета меня подтолкнула проблема постинсультных нарушений мелкой моторики, которая является невероятно острой. В России только 43% пациентов, переживших инсульт, возвращаются к трудовой деятельности в полной мере, а 44% выживших полностью прекращают трудовую деятельность. Причиной этого являются в том числе и нарушения мелкой моторики, значительно ограничивающие способность пациентов к самообслуживанию и снижающие их качество жизни. Помимо этого, данная проблема является для меня личной, поскольку моя бабушка в 2020 году перенесла инсульт», — делится автор разработки Сергей Анисимов.
Сейчас готов прототип для одного пальца, в ближайшее время ожидается завершение модулей еще для трех. Наиболее сложной задачей станет разработка экзоскелета для большого пальца. После создания полноценного образца и успешных испытаний устройство пройдет регистрацию как медицинское изделие, что откроет путь к массовому производству.
Ученые планируют выпуск двух версий экзоскелета: упрощенной — для домашнего использования и профессиональной, с расширенным функционалом — для медицинских учреждений. В перспективе технология может быть адаптирована не только для постинсультных пациентов, но и для людей с другими видами повреждений нервной системы, что станет предметом дальнейших исследований.
Проект реализован на базе научно-технологического центра «Цифровая медицина и киберфизика», открытого в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»). Также проект реализуется в рамках программы «Стартап как диплом» и конкурса студенческих стартапов Фонда содействия инновациям.
