Российские специалисты разработали костюм для реабилитации пациентов с межпозвоночными грыжами, ДЦП и другими болезнями опорно-двигательного аппарата. Его искусственный интеллект анализирует движения человека и на основе полученных данных формирует программу тренировок для восстановления нарушенных функций, дает рекомендации по выполнению упражнений и оценивает правильность их исполнения больным. Сейчас разработка проходит испытания в Московском центре инноваций в здравоохранении. По словам экспертов, комплекс с такими возможностями может заметно облегчить работу врачей по лечебной физкультуре и специалистов по реабилитации, но полностью не заменит медиков.
Хорошо сидит
Российские инженеры из компании Muscles.ai создали «умный» костюм, который можно использовать для диагностики и реабилитации при болезнях опорно-двигательного аппарата — например, межпозвоночных грыжах, ДЦП, ожирении, мышечном воспалении и после травм. Разработка позволяет контролировать состояние мышечного каркаса, движения и положение тела в пространстве, а также объективно оценивать подвижность суставов пациентов. На основе полученных данных искусственный интеллект составляет персональные программы для восстановления двигательных функций, следит за правильным выполнением упражнений и их эффективностью. Испытания костюма уже начались в Московском центре инноваций в здравоохранении.
— Из-за болезней опорно-двигательного аппарата пациенты часто обращаются за реабилитацией к специалисту, снимают болевой синдром с помощью упражнений, но затем прекращают занятия, не следуют рекомендациям медиков и в итоге возвращаются в лечебное учреждение с еще большим повреждениями. Костюм может заменить тренера, давать не менее точные подсказки и позволяет заниматься самостоятельно где угодно, — сказала генеральный директор компании-разработчика Мила Улыбина.
Как пояснили исследователи, для регистрации движений в костюме используется специальная навигационная система, аналогичная технологии, которую применяют для отслеживания движений судов, самолетов, ракет и других объектов. В костюме есть 12 датчиков — по три на каждой конечности. Это электронные гироскопы, показывающие ориентацию тела в пространстве, акселерометры, измеряющие ускорение, и магнитометры, помогающие определять положение человека головой вниз или вверх.
Данные со всех этих устройств по Bluetooth поступают в вычислительный модуль, где их обрабатывает искусственный интеллект, который распознает движения. Это необходимо, чтобы система могла давать пользователю правильные рекомендации. Разработчики использовали два типа нейросетей. Первую обучали на эталонных данных о правильных здоровых движениях, как, например, у спортсменов. Вторая учится на движениях пациента, что позволяет ей определить идеальную индивидуальную траекторию для конкретного человека. Точность работы искусственного интеллекта превышает 96%, утверждают разработчики.
— Кроме этого в программное обеспечение костюма входит биомеханическая модель движений человека, созданная математиками. Так как в полной версии она слишком сложна и для ее просчета необходим суперкомпьютер, то мы использовали ее упрощенный вариант с учетом 12 точек, которые соответствуют числу датчиков, — сказала Мила Улыбина.
По данным российских инженеров, сейчас на рынке представлено около десяти устройств со схожими функциями. Однако все они работают на других принципах. Наиболее успешным альтернативным проектом создатели костюма считают одежду для профессиональных спортсменов, которая измеряет электропроводимость мышц, считает продуктивность их работы и помогает планировать тренировки, чтобы улучшить эти показатели.
Ценная вещь
В Московском центре инноваций в здравоохранении подтвердили «Известиям», что испытывают устройство. Разработке предстоит пройти длинный путь до получения разрешительных удостоверений, апробации и последующего внедрения, уточнили в центре.
Как рассказал врач-реабилитолог Олег Хазов, сейчас медики понимают объем движений и силу мышц больного по описаниям его субъективных ощущений. Но если есть данные в цифре, врач может сопоставить их с жалобами человека. Машина не всегда способна решить всё сама, поэтому главная ценность — это специалист, который может оценить информацию от машины и от пациента и, сложив эти составляющие, построить план лечения, пояснил эксперт.
— Чтобы дать экспертную оценку такому прибору, сначала его нужно испытать. Чисто теоретически это может быть интересно, — скала врач по лечебной физкультуре Ирина Юдина.
В планах разработчиков — развивать возможности своего костюма для работы с тяжелыми пациентами, больными онкологическими и сердечными заболеваниями или перенесшими сложные операции. Использование костюма позволит оказывать им помощь удаленно. Для этого можно применять современный метод сейсмокардиографии, который основан на измерении вибраций тела от биения сердца. Таким образом датчики костюма могут предупреждать об ухудшении состояния больного еще до того, как он его почувствует, и передавать эти данные дежурному медику.