Д.Л. Овчинников1, А.Ю. Тычков2, О.С. Симакова3, Р.В. Золатарев4, Д.С. Чернышов5, А.Д. Сашина6, А.К. Алимурадов7

1–3, 5–7 Пензенский государственный университет (г. Пенза, Россия)
4 ООО «ЦЭМ» (г. Пенза, Россия)
1 dmitry_ovch@mail.ru, 2 tychkov-a@mail.ru, 3 zcsio@mail.ru, 4 Leshiy021178@gmail.ru, 5 deniska_1980_13@mail.ru, 6 sashina-2016@inbox.ru, 7 alansapfir@yandex.ru

Постановка проблемы. Современные цифровые технологии позволяют погружать человека в виртуальную реальность, неотличимую от повседневной действительности. Виртуальная реальность находит широкое применение в медицинских приложениях, задачах обучения специалистов и профилактики психических расстройств. Однако применение виртуальной реальности в реабилитации верхних конечностей имеет определенные ограничения Существующие контроллеры виртуальной реальности, имитирующие работу рук, не способны достоверно передавать ощущения из искусственного в реальный мир и в большинстве случаев не обладают системой обратной связи, что так важно для контроля за динамикой реабилитации человека.

Медицинские разработки в виде экзоскелетов для кистей рук, направленные на реабилитацию пациентов после инсультов, с утраченной моторикой рук, позволяют более глубоко взаимодействовать с конечностью, но в большинстве не поддерживают подключение к ПК. Создание контроллера-перчатки для взаимодействия с виртуальной реальностью позволит обеспечить постоянную связь с пользователем через его реакции на различные физиологические стимулы.

Цель. Разработка контролера-перчатки для реабилитации моторики верхних конечностей с применением технологии биологической обратной связи в системе.

Результаты. Проведен анализ существующих контроллеров для взаимодействия с виртуальной реальностью. Предложено новое техническое решение для реализации котроллера с биологической обратной связью.

Практическая значимость. Представлена экспериментальная модель контроллера с биологической обратной связью, реализованного на электромеханических приводах. Выявлены достоинства и недостатки данного технического решения. Предложен вариант реализации биологической обратной связи с помощью электронно-управляемой пневматической системы.

1. Apparatus for facilitating walking, running, and. jumping, N. Yagn, Патент N 420/178 от 28 января 1890 г.
2. Тихомиров В., Шергина Н. Изобрести эластипед // Огонёк. 2013. № 5. С. 38.
3. Патент № US3535711A United States, Cutaneous stimuli sensor and transmission network: US679747A: заявл. 01.11.1967: опубл. 27.10.1970 / Bruce R Fick; заявитель General Electric Co. 6 с.
4. de la Tejera A.J. Development and implementation of a categorization model for the exoskeletons based on their design characteristics and practical projects: Дисс. на соискание магистра техн. наук. SCHOOL OF ENGINEERING AND SCIENCES. CIUDAD DE M ́EXICO. 2020. 143 c.
5. Устинова К.И., Черникова Л.А. Виртуальная реальность в нейрореабилитации // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2008. Т. 2. № 4. С. 34–39. EDN MTCWYZ.
6. Зеленский М.М., Рева С.А., Шадеркина А.И. Виртуальная реальность (VR) в клинической медицине: международный и российский опыт // Российский журнал телемедицины и электронного здравоохранения. 2021. 7(3):7–20.
7. Запесоцкая И.В., Николаенко Р.В., Чуйкова Ж.В. Современные технологии и перспективы использования виртуальной реальности для реабилитации двигательных нарушений // Коллекция гуманитарных исследований. 2020. № 1(22). С. 31–35. EDN CTCTIO.
8. Ninenko I. Novel method for lower limb rehabilitation based on brain-computer interface and transcutaneous spinal cord electrical stimulation, Fourth International Conference Neurotechnologies and Neurointerfaces (CNN), Kaliningrad. Russian Federation. 2022. Р. 111–112.
9. Каерова Е.В., Журавская Н.С., Козина Е.А., Шакирова О.В. Восстановление двигательной функции верхних конечностей после инсульта // Вестник восстановительной медицины. 2021. Т. 20. № 1. С. 21–26. EDN XZVGJU.
10. Симакова С., Чернышов Д.С., Тычков А.Ю., Тверская С.Ю. и др. Система оценки пользовательского опыта пребывания в среде виртуальной реальности детей-инвалидов с расстройствами поведения // Медицинская техника. 2023. № 5(341). С. 35–37. EDN GDJNNB.
11. Сперкач Е.В., Дронов В.В. Применение виртуальной реальности в медицине // Gaudeamus Igitur. 2016. № 1. С. 72–75. EDN WSZPGD.