Биотехническая система персонифицированной реабилитации пациентов с ограничением двигательных функций
Authors: Филист С.А. , Петрунина Е.В. , Пшеничный А.Е. , Ермаков Д.А. , Крупчатников Р.А. , Серебровский В.В. 
Published: January 2025

Рассмотрена реабилитационная биотехническая система с адаптируемой виртуальной реальностью, предназначенная для реабилитации пациентов с нарушением двигательных функций нижних конечностей в реабилитационных комплексах с комбинированными обратными связями. В биотехнической системе выделены функциональные модули: формирования управляемых воздействий на пациента, контроля управляемыми воздействиями, управления реабилитацией и информационной поддержки. В процессе реабилитации осуществляют контроль мышечной усталости пациента и ее динамики. Это позволило вносить коррекцию в программу блока реабилитации в процессе сеанса реабилитации и управлять процедурой адаптации виртуальной реальности к функциональному состоянию пациента, а также осуществлять математическое моделирование сценариев курса реабилитации. Предложена модель планирования курса реабилитации с использованием биологической обратной связи, предназначенная для биотехнической системы с виртуальной реальностью. Сформирована экспериментальная группа для оценки эффективности реабилитации постинсультных больных с паретичными нижними конечностями. Результаты реабилитации в этой группе показали, что выбор контента виртуальной реальности, адаптированной к пациенту, позволяет повысить эффективность реабилитации по шкале LEFS на 11 %. Проведены экспериментальные исследования эффективности контроля мышечной усталости в процессе реабилитации. Она подтверждается тестированием статолокомоторной сферы по шкале Тинетти, показатели которой, в среднем, на 10 % превысили показатели в группе сравнения. Включение в процесс реабилитации адаптивной виртуальной реальности и мониторинга мышечной усталости приводит к более ранним восстановлениям нарушенной функции равновесия, двигательной активности и социальной реабилитации.

The article considers a rehabilitation biotechnical system with an adaptable virtual reality intended for rehabilitation of patients with impaired motor functions of the lower limbs in rehabilitation complexes with combined feedback. The biotechnical system has the following functional modules: formation of controlled effects on the patient, control of controlled effects, rehabilitation management and information support. During rehabilitation, the patient's muscle fatigue and its dynamics are monitored. This made it possible to make adjustments to the rehabilitation block program during a rehabilitation session and manage the procedure for adapting virtual reality to the patient's functional state, as well as to carry out mathematical modeling of rehabilitation course scenarios. A model for planning a rehabilitation course using biofeedback intended for a biotechnical system with virtual reality is proposed. An experimental group was formed to assess the effectiveness of rehabilitation of post-stroke patients with paretic lower limbs. The rehabilitation results in this group showed that the choice of virtual reality content adapted to the patient allows increasing the effectiveness of rehabilitation according to the LEFS scale by 11%. Experimental studies of the effectiveness of muscle fatigue control during rehabilitation have been conducted. It is confirmed by testing the statolocomotor sphere according to the Tinetti scale, the indicators of which, on average, exceeded the indicators in the comparison group by 10%. Inclusion of adaptive virtual reality and muscle fatigue monitoring in the rehabilitation process leads to earlier restoration of impaired balance function, motor activity and social rehabilitation.