Исследователи из Университета Южной Калифорнии (USC) значительно продвинули технологии реабилитации после инсульта. Они разработали новую роботизированную систему, которая предоставляет точные данные о том, как люди, перенесшие инсульт, спонтанно используют свои руки. Эта разработка, возглавляемая аспирантом вdent компьютерных наук Натаном Деннлером, может изменить подход врачей tracи оценке прогресса восстановления у пациентов, перенесших инсульт.
Проблема неиспользования рук
Ежегодно более 15 миллионов человек во всем мире страдают от инсультов, и значительная часть из них борется с нарушениями функций рук и кистей. Концепция «неиспользования руки» или «приобретенного неиспользования» относится к тенденции пациентов, перенесших инсульт, недостаточно использовать свою более слабую руку вне клинических условий. Это явление может препятствовать выздоровлению и приводить к дальнейшим осложнениям. Для решения проблемы неиспользования руки необходима точная оценка, что представляет собой сложную задачу из-за «парадокса наблюдателя». Пациенты часто меняют свое поведение, когда знают, что за ними наблюдают, что затрудняет сбор данных об их естественном использовании руки.
Инновационная роботизированная система
Исследователи из Университета Южной Калифорнии разработали новую роботизированную систему, которая решает эту проблему. Эта система сочетает в себе роботизированную руку, которая tracточную трехмерную пространственную информацию, с социально ориентированным роботом-помощником (SAR), который предоставляет инструкции и мотивацию пациентам во время обследований. Ключевая цель — собрать точные данные о том, как люди, перенесшие инсульт, спонтанно используют свои руки в реальных жизненных ситуациях.
Процесс оценки
В исследовании приняли участие 14 человек, которые до инсульта были правшами. Они положили руки на напечатанную на 3D-принтере коробку с сенсорными датчиками, которая служила исходным положением устройства. Специалист по сенсорной распознаванию движений (SAR) объяснил механику системы и дал положительную обратную связь, в то время как роботизированная рука перемещала кнопку в различные целевые точки перед участниками (всего 100 точек). «Испытание на достижение цели» начиналось, когда кнопка загоралась, и SAR подавал участнику сигнал к движению.
На первом этапе участникам предлагалось дотянуться до кнопки, используя руку, которую они предпочитают чаще всего держать, имитируя повседневное использование. На втором этапе им было предложено использовать руку, пораженную инсультом, воспроизводя действия, выполняемые в физиотерапевтических или клинических условиях. Затем были применены методы машинного обучения для анализа трех показателей: вероятности использования руки, времени дотягивания и успешного дотягивания, которые использовались для определения показателя неиспользования руки.
Результаты и наблюдения
Результаты исследования продемонстрировали значительную вариативность в выборе руки и времени, затраченном на достижение целей в рабочем пространстве, среди пациентов, перенесших хронический инсульт. Эта вариативность указывает на степень неиспользования руки и подчеркивает необходимость персонализированных стратегий реабилитации. Участники сочли систему безопасной и простой в использовании, получив оценки пользовательского опыта выше среднего. Технология имеет потенциал для дальнейшего улучшения за счет персонализации, включая интеграцию дополнительных поведенческих данных, таких как выражение лица и выполнение различных задач.
Влияние на реабилитацию после инсульта
Инновационная роботизированная система, разработанная исследователями из Университета Южной Калифорнии, предлагает ряд многообещающих преимуществ для реабилитации после инсульта:
- Объективные данные: Традиционные методы оценки неиспользования руки основаны на субъективных наблюдениях, которые могут быть подвержены ошибкам. Эта роботизированная система предоставляет обширную объективную информацию об использовании руки пациентом, перенесшим инсульт, что позволяет реабилитационным терапевтам принимать более обоснованные клинические решения.
- Индивидуальный подход: располагая точными данными о моделях использования руки пациентом, терапевты могут адаптировать свои методы лечения, чтобы устранить слабые места и укрепить сильные стороны. Такой персонализированный подход может значительно повысить эффективность реабилитации после инсульта.
- Мотивация и обратная связь: Включение социально ориентированного робота-помощника в процесс оценки позволяет собирать данные, предоставлять инструкции и мотивацию пациентам. Этот мотивационный аспект может побудить пациентов активно участвовать в реабилитационных упражнениях, что потенциально может привести к лучшим результатам.
- Стабильность и воспроизводимость: Система продемонстрировала стабильность результатов в ходе нескольких сеансов, что делает ее надежным инструментом для мониторинга прогресса во времени. Эта функция крайне важна для trac долгосрочного восстановления.
Перспективы на будущее
Исследовательская группа Университета Южной Калифорнии планирует дальнейшее совершенствование своей роботизированной системы. Ключевым направлением исследований является персонализация, включая интеграцию дополнительных поведенческих данных и выполнение разнообразных задач. Потенциал улучшения результатов реабилитации после инсульта становится еще более значительным благодаря тонкой настройке системы и ее адаптации к индивидуальным пациентам.
Разработанная исследователями из Университета Южной Калифорнии роботизированная система представляет собой значительный шаг вперед в реабилитации после инсульта. Решая проблему неиспользования руки и предоставляя объективные данные о состоянии пациента, она потенциально может произвести революцию в методах наблюдения и лечения пациентов, перенесших инсульт. Эта инновационная технология открывает перспективы персонализированной и эффективной реабилитации после инсульта, давая надежду миллионам людей во всем мире, стремящимся восстановить свою подвижность и независимость после перенесенного инсульта.
