Разработка программного комплекса для оценки и реабилитации двигательных нарушений у пациентов с ишемическим инсультом головного мозга

Цель работы – разработка специализированного программного обеспечения, позволяющего воссоздавать контролируемую виртуальную среду с возможностью фиксации параметров движения человека для оценки и реабилитации двигательных нарушений у пациентов с ишемическим инсультом (ИИ) головного мозга

Материалы и методы. Для оценки влияния визуальных стимулов, воссозданных при помощи системы дополненной реальности на двигательную функцию, разработано программное обеспечение, визуализирующее данные на очках дополненной реальности и позволяющее обрабатывать данные, получаемые с сенсоров захвата движений. Исследование проводилось на базе кафедры неврологиии нейрохирургии, кафедры медицинской и биологической кибернетики СибГМУ в 2018–2019 гг. Размер выборки составил 59 пациентов с острой ИИ головного мозга в бассейне средней мозговой артерии. Курс моторной реабилитации с применением технологии дополненной реальности составил 10 дней. Длительность одной тренировки – 60 мин.

Результаты. Моторная нейрореабилитация у пациентов с парезами верхних конечностей методом дополненной реальности позволяет добиться улучшения двигательных навыков. Анализ точности движений показал, что по мере увеличения количества тренировок, у пациентов увеличивается точность следования заданной траектории. Выявлено достоверное увеличение количества завершенных движений с каждой последующей тренировкой, что свидетельствует об увеличении скорости выполнения задания с течением времени реабилитации, а также о сокращении периода отдыха между выполняемыми подходами во время одной тренировки.

Заключение. Разработанное специализированное программное обеспечение позволяет воссоздавать контролируемую виртуальную среду с возможностью фиксации параметров движения человека. Метод применялся для реабилитации двигательных нарушений у пациентов с ИИ головного мозга и парезами верхних конечностей. По результатам исследования выявлено достоверное увеличение точности движений, а также увеличение выносливости, что свидетельствует об эффективности используемого подхода в процессе моторной нейрореабилитации.

1. Truelsen T., Piechowski-Jóźwiak B., Bonita R., Mathers C., Bogousslavsky J., Boysen G. Stroke incidence and prevalence in Europe: a review of available data. Eur. J. Neurol. 2006; 13 (6): 581–598. DOI: 10.1111/j.1468-1331.2006.01138.x.

2. Bleyenheuft Y., Gordon A.M. Precision grip in congenital and acquired hemiparesis: similarities in impairments and implications for neurorehabilitation. Front. Hum. Neurosci. 2014; 8: 459. DOI: 10.3389/fnhum.2014.00459.

3. Richards L.G., Stewart K.C., Woodbury M.L., Senesac C., Cauraugh J.H. Movement-dependent stroke recovery: a systematic review and meta-analysis of TMS and fMRI evidence. Neuropsychologia. 2008; 46 (1): 3–11. DOI: 10.1016/j.neuropsychologia.2007.08.013.

4. Pollock A., Farmer S.E., Brady M.C. et al. Interventions for improving upper limb function after stroke. Cochrane Database Syst. Rev. 2014; (11): CD010820. DOI: 10.1002/14651858.CD010820.pub2

5. Burke J., McNeill M., Charles D., Morrow P., Crosbie J., McDonough S. Augmented reality games for upper-limb stroke rehabilitation: 2010 Second International Conference on Games and Virtual Worlds for Serious Applications. Braga, Portugal: IEEE, 2010: 75–78. DOI: 10.1109/ VS-GAMES.2010.21.

6. Krichenbauer M., Yamamoto G., Taketom T., Sandor C., Kato H. Augmented reality versus virtual reality for 3D object manipulation. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics. 2018; 24 (2): 1038–1048. DOI: 10.1109/TVCG.2017.2658570.