KRISAF-H: Описание

Роботизированный тренажёр для реабилитации пациентов с неврологическими нарушениями двигательной функции KRISAF-H

 

Тренажёр представляет собой аппаратно-программный комплекс полной разгрузки веса пациента с помощью системы подвесов в горизонтальном положении для тренировки локомоторной функции туловища и нижних конечностей в автоматизированном режиме. Тренажёр планируется выпускать в двух модификациях:

  • напольная конструкция;
  • крепление к потолку.

Система подвесов состоит из пневмоцилиндров специальной конструкции, оснащенных электроприводами и манжетами для поддержки каждого отдела тела. Тренажер имеет ручную настройку под антропометрические данные пациента.

Работа на тренажёре происходит следующим образом: пациент располагается на ложементе лицом вниз, методист закрепляет манжеты на теле пациента. Методист запускает программу на компьютере, система с помощью сжатого воздуха, поступающего в пневмоцилиндры, приводится в рабочее положение, поднимая и поддерживая пациента над ложементом на заданной высоте. После поднятия пациента, то есть после приведения системы «устройство-пациент» в равновесное положение, она приобретает следующие свойства: при механических отклонениях система мягко стремится в исходное срединное положение, каждое исполнительное звено и, соответственно, элемент-подвес, легко подвижны в вертикальной и горизонтальной плоскости, для приведения в движение отдельных частей тела или всего тела требуется незначительное усилие.

На данный момент в работе тренажёра реализованы два режима работы:

В первом режиме всё тело совершает колебательные движения по заданной траектории волнообразно, имитируя, например, движение дельфина. При этом можно регулировать в процессе работы амплитуду и фазу отдельно для каждой части тела, а также общую частоту для всех частей тела. Попеременное сокращение и расслабление мышц проходит по всему телу от головы до стоп в виде волны по гармоническому закону, что приводит к нормализации двигательного стереотипа, уменьшению синергических влияний и снижению спастики.

Второй режим предусматривает возможность совершения движений совместно, то есть «в унисон», самим пациентом и тренажёром. Амплитуда движений будет зависеть как от параметров, заданных в тренажёре, так и от усилий, приложенных самим пациентом. При этом в процессе сеанса можно регулировать степень участия пациента в двигательном акте, делая возможным самостоятельное произвольное движение корпусом и нижними конечностями при минимальной силе мышц. Доступна настройка как изолированных движений для определенного сегмента, так и сложносоставных движений, таких как имитация ходьбы или плавания.

 

 

Виртуальная среда

 

Персональный компьютер создает виртуальную игровую среду (подводный мир), которая выводится на экран монитора, установленный перед пациентом. Пациент управляет персонажем в виртуальной игровой среде посредством датчиков положения, которые отслеживают движения пациента и передают информацию в персональный компьютер. Пациента фактически вовлекают в игру, и тем самым мотивируют пациента на участие в реабилитационном процессе.

 

 

Медицинские аспекты безопасности

 

Вопрос механической безопасности в общем виде может быть решён только учитывая высокую вариабельность неврологических и ортопедических нарушений у каждого ребёнка. То есть, нет каких либо точных значений амплитуды и частоты движения, которые могут быть заданы программно и которых мы должны придерживаться. Значения параметров движения могут быть выражены через функцию, входными значениями которой являются данные о состоянии пациента (в этом случае необходимо включить в состав тренажёра датчик для кардио-респираторного контроля) и данные о состоянии опорно-двигательной системы пациента, которые снимаются с датчиков тренажёра. Результатом функции являются параметры движения, определяющие интенсивность занятия, и которые могут быть изменены в сторону повышения или понижения, вплоть до полной остановки.