Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) совместно с сотрудниками «Моторики» и Сколтеха усовершенствовали протез, который позволяет человеку почувствовать потерянную конечность и избавляет от фантомных болей. На новом этапе исследования разработчики протестировали прототип кибер-руки, которая двигается свободно, без фиксации. Пилоты-испытатели брали хрупкие предметы «рукой» и перемещали их.
Исследования ведутся с 2021 года. Одно из ключевых достижений — разработка прототипа серийной модели протеза, его главная отличительная особенность — сенсорная обратная связь. Недавно завершился четвертый этап исследований.
«Мы вживили электрод в периферический нерв и спинной мозг и провели ряд исследований, чтобы создать протез, идеально соответствующий индивидуальным параметрам пациента», — рассказал нейрохирург Медицинского комплекса ДВФУ Артур Биктимиров.
Он отметил, что в России только в ДВФУ проводятся операции по очувствлению протезов и купированию фантомных болей.
«Новый пациент потерял кисть в результате взрыва и испытывал сильные боли. Нам удалось снизить их на 70–80% с помощью электростимуляции, даже без протеза. С протезом мы полностью избавили пациента от фантомных болей. Этот этап очень значим для нас, так как мы рассчитываем на долгосрочный результат. Специалисты продолжат отслеживать и корректировать лечение, когда электрод полностью приживется к нерву. Если предыдущие этапы были направлены на мгновенный результат, то сейчас мы хотим оценить, как будут меняться показатели с течением времени. Для этого нужно делать акцент на послеоперационном состоянии», — добавил Артур Биктимиров.
Ученые впервые в полной мере реализовали систему двунаправленного нейропротеза: он управляется через электромиографический интерфейс и позволяет получать сенсорную обратную связь в виде электростимуляции, которая вызывает ощущения в утраченной конечности.
«Пациент выполнял задания по перемещению объектов при помощи протеза руки в движении. Он ощущал их кончиками пальцев. Пациент смог даже перенести стакан, полный хрупких шариков, и не рассыпать их. Кроме того, одному пациенту удалось почувствовать пятку протеза при помощи умной стельки», — рассказал научный координатор проекта, аспирант Сколтеха Гурген Согоян.
Еще одно новшество — использование айтрекинга — технологии отслеживания положения глаз. При помощи алгоритмов искусственного интеллекта и системы слежения за взглядом пациентов, измерялись разные показатели: фиксация пациентом на своем протезе, на перемещаемом предмете и на других объектах среды. Такая система позволяет определить увеличение когнитивной нагрузки пациента при выполнении заданий при помощи протеза.
Исследование проводилось в два раунда, с расширенным периодом реабилитации после вживления электродов. Второй раунд, который прошел спустя несколько месяцев после операции, позволил специалистам проверить протокол реабилитации пациентов. Также были получены ценные сведения о снижении подвижности электродов в ткани с течением времени.
Ученые ДВФУ участвуют в проекте в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Наука и университеты»).
