Добро пожаловать на территорию разработок

Экзоскелет медицинского назначения Remotion

Что такое экзоскелет и в чем его назначение?

Экзоскелет Remotion – это медицинское роботизированное устройство, предназначенное для обеспечения принудительной подвижности нижних конечностей человека: приседание, вставание, ходьба, шаг на месте и многие другие программируемые движения могут создаваться и запускаться врачом. Система фиксации и настраиваемые по антропометрии размеры обеспечивают пациенту длительное комфортное пребывание в экзоскелете на время сеансов.

Экзоскелет медицинского назначения Remotion

Экзоскелет Remotion создан в двух версиях: Remotion Base и Remotion Kids, для реабилитации взрослых и детей. Версия Remotion Base рассчитана на взрослых пациентов с ростом от 160 до 190 см и массой до 100 кг, детская версия Remotion Kids рассчитана на детей с ростом от 130 до 160 см и массой до 60 кг.

Remotin Kids, Remotion Base

Модульность экзоскелета Remotion

Практически все современные отечественные и зарубежные экзоскелеты имеют один серьезный недостаток – цельную конструкцию. Remotion лишен этого недостатка, предоставляя лечащему врачу и пациенту полную свободу. Модульность – это инновационное свойство конструкции, позволяющее за пару минут отключать или подключать модули стопы, голени и бедра в любых допустимых сочетаниях в зависимости от заболевания и физического состояния пациента. Модульность на текущий сеанс устанавливается врачом, исходя из показаний и обратной связи от самого пациента. Допустимые конфигурации модулей показаны в таблице. Почему модульность так важна? Потому что само по себе нахождение здоровой конечности в экзоскелете совершенно бессмысленно и даже мешает сеансу реабилитации! Если пациент способен шагать здоровой ногой, то пусть шагает самостоятельно, сосредоточившись на тренировке больной ноги.


Конфигурации модулей Remotion

Для врача или ассистента настройка модульности также не представляет никакой трудности: требуется просто ослабить один болт и отключить один разъем.

Функциональная электростимуляция

Медицинская наука изучает и применяет электростимуляцию мышц с 19 века, доказав ее эффективность и безопасность. Идея использования электростимуляции совместно с экзоскелетами уже давно лежит на поверхности, однако для ее применения на практике необходимы серьезные меры безопасности от растяжений, судорог, разрывов и других травм. Реализация этих требований, а также удобство установки и программирования реабилитационных методик представляет технически сложную задачу, которую до сих пор не решили ни в одном серийно выпускаемом экзоскелете.
Значит экзоскелет Remotion будет первым! Совместно с 5-ю блоками стимуляции по 4 канала каждый, Remotion представляет собой единый аппаратно-программный комплекс, функционирующий синхронно и слаженно. Врач самостоятельно настраивает параметры стимуляции по каждому каналу, синхронизируя стимулирующие волны с циклом шага. Сила стимуляции согласовывается с пациентом и может прецизионно подстраиваться в любой момент. Только такой подход позволит получить максимальный восстановительный эффект от сеансов в экзоскелете.

Электромиография

Конструктивно в блоках электростимуляции реализована еще одна замечательная функция, необходимая для любого реабилитолога – это электромиография (ЭМГ) по тем же 20 каналам. ЭМГ не относится к классу высокоточных исследований, однако позволяет достоверно определить прогресс пациента в виде стабильного повышения мышечных биопотенциалов, например, в конце курса по сравнению с началом. Руководство по эксплуатации содержит подробный иллюстрированный атлас установки электродов как для процедуры ФЭС, так и для ЭМГ.

Программное обеспечение

Интерфейсы почти всех современных экзоскелетов представляют собой лишь примитивные пульты управления, посылающие простые команды «сесть/встать/шагать/стоп и т.д.», поэтому качественная индивидуальная реабилитация на таких устройствах крайне затруднена.
Remotion имеет современный пульт с цветным емкостным дисплеем для оперативной работы «из коробки». Однако основной потенциал Remotion раскрывается только с использованием специальной утилиты RemotionTool, которая запускается на персональном компьютере врача, подключенном по Wi-Fi к экзоскелету.
RemotionTool содержит готовый набор инструментов для создания реабилитационных методик с различной модульностью, конфигурацией каналов ФЭС и ЭМГ, антропометрией пациентов и прочими атрибутами. Сам по себе процесс создания новой методики – дело очень ответственное, поэтому для исключения ошибок и экономии времени врача предусмотрена полноценная программная симуляция сессии. В процессе моделирования врач видит выбранный состав модулей, циклы и настроенные гониограммы шага, активацию каналов ФЭС и в целом динамику пациента с надетым экзоскелетом. После этого методика загружается по Wi-Fi на экзоскелет и пробуется «на холостую», т.е. без участия пациента. И лишь после успешного испытания допускается начинать реальные сеансы с пациентом.
Для эксплуатации RemotionTool требуется создавать отдельные аккаунты для врачей и пациентов в целях разделения ответственности. Программа ведет детальный журнал всех событий и не составить труда узнать какой специалист с каким пациентом по какой методике проводил сеансы.
Таким образом, Remotion является мощным и удобным аппаратно-программным комплексом, способным удовлетворить запросы современного практикующего реабилитолога или исследователя в предметной области. Ни один современный экзоскелет (по состоянию на 2019 г.) не имеет такого функционального программного обеспечения и опций работы.

Remotion Tool

Команда лаборатории Мехатронные системы и процесс разработки

Remotion состоит примерно из 1800 деталей различной сложности, не считая крепежа и стандартных компонентов. Аппаратное обеспечение состоит из блока управления, собственного пажаро- взрывозащищенного аккумулятора, четырех электроприводов и пяти блоков ФЭС и ЭМГ. Блоки объединенных промышленным помехоустойчивым интерфейсом. Вся эта титаническая работа была выполнена компактной группой увлеченных инженеров всего из 16 человек за 2 года!

При разработке Remotion использовались импортные компоненты в части электроники и электропривода. Собственной уникальной разработкой проекта является планетарно-цевочный редуктор, обеспечивший точность, надежность и отличные массогабаритные показатели. Пластиковые и металлические элементы конструкции разработаны инженерами лаборатории Мехатронные системы и изготовлены на отечественных предприятиях. Благодаря неукоснительному соблюдению стандартов ЕСКД Remotion может быть адаптирован под производственную базу любого современного предприятия.

Лаборатория Мехатронные системы

Показания к применению экзоскелета

В конце перечислим основные (но далеко не все) заболевания, для лечения которых предназначен Remotion:
1) Болезни центральной нервной системы:
— центральные и периферические нижние плегии и парезы;
— последствия детского церебрального паралича в виде нижнего гемипареза;
— гемиплегия, гемипарез, параплегия и парапарез в том числе, вызванный церебральным инсультом;
— заболевания центральной и периферической нервной системы, сопровождающиеся нарушением функции ходьбы;
2) Последствия травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата, сопровождающиеся нарушением функции нижних конечностей:
— последствие длительной иммобилизации нижних конечностей;
— последствия травм и заболеваний суставов, костей и мышц нижних конечностей и тазового пояса;
— послеоперационный период после эндопротезирования крупных суставов нижних конечностей;
— послеоперационный период лечения заболеваний и повреждений суставов, мышц, костей и сухожилий нижних конечностей и тазового пояса;
— восстановительный период после остеосинтеза костей нижних конечностей и тазового пояса;
— период консервативного лечения деформирующих остеоартрозов крупных суставов нижних конечностей;
— дорсопатии, сопровождающиеся существенным нарушением функции ходьбы.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Back to Top