Создана перчатка для восстановления после травм

Интерактивная система Vecarm (бывшая HandMotion) для восстановления движений верхних конечностей после инсульта и травм была создана командой молодых разработчиков. Она поможет ускорить реабилитацию мелкой моторики людям с такими болезнями или травмами, как Альцгеймер, инсульт, ДЦП, травмы после СВО и в других случаях.

Авторы разработки — Елизавета Горбунова, Степан Мусатов и Дарья Капеева — создали систему, которая позволяет ускорить реабилитационный прогресс и повысить его качество при постинсультных осложнениях за счет интерактивного взаимодействия и мотивации пользователей на основе современных методов и механик из медицины и игровой индустрии. В комплекс входит удобный модульный интерфейс сбора и обработки данных, игровое программное обеспечение с адаптивной системой подбора упражнений по показателям пользователя.

Модуль для сбора и обработки данных представляет собой перчатку с гибкими датчиками и модулем обработки данных. Перчатка считывает и передает в игровую среду движения рук, производится диагностика и подбор упражнений с адаптацией нагрузок с помощью интеллектуального алгоритма. После этого пользователь отрабатывает основные движения рукой в интерактивных играх. При регулярных пятиминутных игровых сессиях в первые три месяца возможно формирование новых связей мышечных волокон с мозгом и улучшение контроля над движениями, а за счет ограничений активности удается избежать перетренировки нервной системы и мышц.

Студентка Лидерской программы Глобального университета Рыбакова и ее команда уже получили патент на разработку, выиграли конкурс «Студенческий стартап» от Фонда содействия инновациям, создали три игры и прототип изделия. На недавнем форуме Лидерской программы прошел питчинг инновационных проектов, и Vecarm выиграл именную стипендию Юлии Краснопеевой в размере 500 тыс. руб. Юлия является выпускницей этой программы и сейчас помогает амбициозным ребятам в реализации их проектов.

Разработка имеет ряд преимуществ перед конкурентами. Этот продукт более автономный и мобильный, использует современные подходы вовлечения из игровой индустрии, а также имеет более низкую стоимость по сравнению с другими игроками рынка. В данный момент команда ведет переговоры по тестовому запуску в государственные и частные больницы, а также ищет инвестиции в размере 6,5 млн руб. для запуска партии апробационных моделей интерфейсов.

На вопросы «Ъ-Науки» ответили авторы разработки Елизавета Горбунова, Степан Мусатов, Дарья Капеева:

— Как работает интерактивная система компании Vecarm (проект HandMotion)?

— Система представляет собой комплекс из устройства сбора параметров активности рук пользователя и интерактивной игровой среды с интеллектуальным алгоритмом подбора нагрузок и упражнений.

Перчатка считывает и передает в игровую среду движения рук, производится диагностика и подбор упражнений с адаптацией нагрузок с помощью интеллектуального алгоритма. После этого пользователь отрабатывает основные движения рукой в интерактивных играх. При регулярных пятиминутных игровых сессиях в первые три месяца возможно формирование новых связей мышечных волокон с мозгом и улучшается контроль над движениями, а за счет ограничений активности удается избежать перетренировки нервной системы и мышц.

Эффективная реабилитация позволяет пациентам быстрее возвращаться к полноценной жизни, что позитивно сказывается на их физическом и психологическом состоянии.

— При неврологических нарушениях реабилитация очень важна. Считаете ли вы, что реабилитация с помощью новой технологии будет более эффективна, чем традиционная. Почему?

— Лишь 16% россиян после инсульта восстанавливаются до состояния, близкого к изначальному (согласно сводке по инсульту СЗГМУ им. И. И. Мечникова, июль 2024 года), причиной чему часто является низкая мотивация и различные препятствия при реабилитации, в том числе из-за монотонности движений и эмоционального истощения.

Программное обеспечение с дополненной реальностью в виде игровой среды имеют потенциал для вовлечения пользователей в терапию, в первую очередь в процесс реабилитации. Методы игрового вовлечения и повышения мотивации значительно абстрагируют пользователей от ряда потенциальных угнетающих факторов, так как внимание концентрируется на внутриигровых процессах.

— При подборе реабилитационных упражнений очень важно учитывать индивидуальные особенности травм. Как именно интерактивная система подбирает упражнения и уровень нагрузки для каждого пользователя?

— Для построения корректного и безопасного плана нагрузок система начинает анализ с первичного диагноза и набора рекомендаций лечащего врача. Дальнейшая нагрузка просчитывается алгоритмом, исходя из данных пользователя при выполнении упражнений и его индивидуального прогресса реабилитации. Контроль за уровнем активности, временем нагрузки и прогрессом в призме поставленного диагноза позволяет защитить пользователя от физического и когнитивного переутомления, а также выстроить оптимальный курс реабилитационных упражнений между посещениями специалиста.

Немаловажным остается и когнитивная нагрузка игрового процесса на пользователя: соответствующий выбор жанра и игровых механик позволяет мягко координировать игрока в соответствии с желаемой степенью мотивации и эмоциональной нагрузки.

Таким образом, общий механизм представлен в следующем виде: пользователь, имея первичные рекомендации от специалиста и примерный план, передает данные о своих руках через интерфейс ввода (перчатку) в систему. За счет анализа статистических данных алгоритм своевременно увеличивает нагрузку в зависимости от прогресса пользователя, что, в свою очередь, позволяет ему выложиться на полную и достичь максимальных результатов за наиболее короткие сроки. Также специалист-реабилитолог или лечащий врач могут получать данные о прогрессе пользователя по линиям интернет-коммуникаций.

— Похожих по функционалу устройств, позиционирующихся как перчатки-тренажеры, сейчас много. Например, перчатка «Аника» или разработка Сеченовского университета. Чем перчатка, созданная командой ученых (развивается при поддержке Глобального университета Рыбакова), отличается от этих изобретений?

— Для начала стоит разобраться в концептуальных отличиях: среди перечисленных аналогов проект Vecarm принципом ближе к «Анике», так как за счет обратной связи позволяет реализовать интерактивное взаимодействие, тогда как разработка Сеченовского университета относится больше к активной физиотерапии и может применяться в комплексе с перечисленными ранее системами. Особенностью же нашей системы является углубленный подход к мотивации пользователей и интеллектуальным алгоритмам подбора нагрузок и упражнений.

Наша система собрана на отечественном производстве, большинство расходных заменяемых компонентов наши. Простота производства позволяет снизить компетентностный порог для линий сборки, а модульность упрощает обслуживание системы при замене компонентов. Доступная ценовая политика позволит применить систему как в различных организациях, так и дома.

— Насколько эффективна реабилитация с помощью этой системы? Проводились ли какие-то исследования в этой области?

— В основу повышения эффективности реабилитации взяты «хрестоматийные» принципы из медицинской литературы, а также исследования в области геймификации реабилитационных процессов. В свою очередь, ноу-хау нашей системы показывают эффективность в реабилитационных целях в том числе. На данный момент компиляция всех принципов и алгоритмов, взятых в основу системы, подготавливается к более масштабным исследованиям в стенах медицинских учреждений-партнеров.

Наша команда планирует интеграцию в экосистему ГК «Техикспром», владельцем которой является Андрей Костылев, номинант Forbes 30u30 в категории «Наука и технологии». Кооперация позволит проекту эффективнее количественно и качественно дойти до необходимого результата. Совместная задача — создать из Vecarm центр инновационных решений, направленный на модернизацию терапевтических и реабилитационных мероприятий при ишемическом поражении головного мозга.

Подготовлено при поддержке Глобального университета Рыбакова