Одной из ключевых тем сессии стали технологии, связанные с мониторингом состояния здоровья и реабилитационными интерфейсами. Свою разработку — нейротрекер для наблюдения за эффективностью терапии и прогнозирования кризисных состояний — представил Юрий Крюкалов, нейрофизиолог, основатель NeuroTechnology LLC. Устройство представляет собой браслет, которые каждые две минуты фиксирует пульс, двигательную активность, положение тела в пространстве, температуру, уровень кислорода в крови, сердечный ритм и частоту дыхания. От большинства аналогов российскую разработку отличает возможность фиксировать EDA (Electrodermal activity — электрическая активность кожи). Этот показатель иллюстрирует активность вегетативной нервной системы и нужен, в частности, для того, чтобы корректировать дозы препаратов для детей, страдающих эпилепсией. Трекер позволяет оперативно выявлять кризисные состояния и передавать данные в клинику, в которой наблюдается человек. Это помогает оперативно оказывать медицинскую помощь. В 2021 году трекер за сутки до первых симптомов смог выявить инфицирование организма. В 2023 году разработчики планируют обучить нейросеть с помощью данных, собранных трекером, прогнозировать состояние пациентов.
Нейросети, обученные анализировать большие массивы данных, могут существенно облегчить скрининг социально значимых заболеваний, отметил Федор Арсеньев, руководитель проектной группы направления химико-биологических и медицинских исследований Фонда перспективных исследований. Один из наиболее эффективных методов борьбы с такими заболеваниями — их выявление на ранних стадиях. Скрининг направлен на выявление заболеваний еще на бессимптомной стадии. На первом этапе исследования условно здоровых людей делят на две группы: в и вне зоны риска. Именно здесь искусственный интеллект, по словам Федора Арсеньева, и может оказать наибольшую помощь.
При этом эксперт отметил, что общее количество зарегистрированного российского ПО для медицины — 380 продуктов. На долю ИИ приходится менее 1%, а для скрининга подходит менее 0,5%. Причина таких цифр — в необходимости обучения нейросетей на огромной выборке размеченных данных, а также невозможность сделать ПО универсальным, так как оно должно учитывать ситуацию в конкретном регионе.
Технологии, о которых говорилось выше, широко используются для выявления болезней и наблюдения за пациентами. Для восстановления людей, которые уже перенесли заболевание, широко используются интерфейсы «мозг-компьютер». О них рассказал Роман Люкманов, врач-невролог, руководитель группы нейроинтерфейсов ФГБНУ центр неврологии.
Интерфейс использует сенсорно-моторные ритмы электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в качестве управляющих сигналов для компьютеров. Пациент должен представить движение, компьютер это распознает и передаст сигнал экзоскелету. Благодаря этому между мозгом и машиной возникает кинестетическая обратная связь, способствующая восстановлению пораженных синаптических связей.
Роман Люкманов отметил, что сегодня на российском рынке есть только две зарегистрированные системы, которые используют интерфейс «мозг-компьютер»: разработка ООО «Экзопласт» РНИМУ им. Пирогова и «Ортез», созданный НПО «Андроидная техника».
Изучение возможной взаимосвязи мозга и компьютера лежит в основе создания бионических протезов конечностей. Сегодня протезирование развивается в двух направлениях: управление протезом (более естественное, посредством передачи сигналов с нервов на протез) и обратная связь (возможность чувствовать протезом окружение). Юрий Матвиенко, руководитель инвазивных исследований ООО «Моторика», рассказал, что открытие и раскрытие протеза сегодня осуществляется с помощью технологии, разработанной в СССР еще в 60-х годах прошлого века — считывания импульсов с сохранившихся мышц руки (ЭМГ). Существуют и новые технологии. Инерциальное управление (ИИ) — специальные датчики считывают начало движения, например наклон и вытягивание руки перед захватом объекта, а потом завершают движение, закрывая или раскрывая кисть протеза.
Еще два способа — распознавание жестов с помощью считывания движения подкожных тканей и многоканальный ЭМГ (больше датчиков, дополнительные сигналы, дающие возможность различных действий). Юрий Матвиенко отметил, что все эти системы можно использовать одновременно. Это дает возможность создать более функциональные протезы с более естественным управлением. Обратная связь — тема не менее важная и интересная. ООО «Моторика» активно занялась вопросом передачи чувств через протез в процессе работы над купированием фантомных болей в культе. Пациенту в спинной мозг имплантировали электроды, после чего определяли зону мозга, отвечающую за фантомную боль, с помощью электростимуляции. Вслед за этим проводилось картирование — обнаружение областей и параметров стимуляции для имитации ощущений. Проводилось оно как на периферических нервах, так и на спинном мозге.
Для проверки чувствительности использовали протезы модели Manifesto с 6 степенями свободы. Сенсомоторные тесты показали, что пациенты смогли через протез определить размер предмета и степень его твердости. Сегодня работа «Моторики» находится на четвертом этапе — исследователям необходимо установить, стабилизировался ли электрод в организме пациента, чтобы понять, сможет ли пациент пользоваться протезом вне лаборатории. Юрий Матвиенко отметил, что компания специализируется на протезах верхних конечностей, но в рамках описанной выше работы попробовала себя и в создании протезов ног. Была разработана специальная стелька с датчиками давления. С их помощью, объединив стельку с ИИ, можно будет определять не только твердость поверхности, но и ее текстуру. Пока стельку можно подключить к компьютеру или планшету, в том числе, и по беспроводной связи.
Самая сложная и технологичная часть ноги — коленный сустав, отметил Иван Худяков, геренальный директор ГК «Салют Орто». Он рассказал о Steplife B7 — бионическом коленном модуле с микропроцессорной системой управления фазой переноса. «Сердцем» это разработки ГК «Салют Орто» является электронная опорная трубка. Устройство содержит два комплекта тензодатчиков: один измеряет вес человека, второй определяет смещение центра тяжести в продольной плоскости. Трубка позволяет получить больше данных о динамике движения и фиксировать, например, падение человека. Кроме того, в Steplife установлены датчики угла сгибания, работающие с точностью до 0,1°. Все эти устройства позволяют построить точную математическую модель движений человека.
Нейросети, обученные анализировать большие массивы данных, могут существенно облегчить скрининг социально значимых заболеваний, отметил Федор Арсеньев, руководитель проектной группы направления химико-биологических и медицинских исследований Фонда перспективных исследований. Один из наиболее эффективных методов борьбы с такими заболеваниями — их выявление на ранних стадиях. Скрининг направлен на выявление заболеваний еще на бессимптомной стадии. На первом этапе исследования условно здоровых людей делят на две группы: в и вне зоны риска. Именно здесь искусственный интеллект, по словам Федора Арсеньева, и может оказать наибольшую помощь.
При этом эксперт отметил, что общее количество зарегистрированного российского ПО для медицины — 380 продуктов. На долю ИИ приходится менее 1%, а для скрининга подходит менее 0,5%. Причина таких цифр — в необходимости обучения нейросетей на огромной выборке размеченных данных, а также невозможность сделать ПО универсальным, так как оно должно учитывать ситуацию в конкретном регионе.
Технологии, о которых говорилось выше, широко используются для выявления болезней и наблюдения за пациентами. Для восстановления людей, которые уже перенесли заболевание, широко используются интерфейсы «мозг-компьютер». О них рассказал Роман Люкманов, врач-невролог, руководитель группы нейроинтерфейсов ФГБНУ центр неврологии.
Интерфейс использует сенсорно-моторные ритмы электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в качестве управляющих сигналов для компьютеров. Пациент должен представить движение, компьютер это распознает и передаст сигнал экзоскелету. Благодаря этому между мозгом и машиной возникает кинестетическая обратная связь, способствующая восстановлению пораженных синаптических связей.
Роман Люкманов отметил, что сегодня на российском рынке есть только две зарегистрированные системы, которые используют интерфейс «мозг-компьютер»: разработка ООО «Экзопласт» РНИМУ им. Пирогова и «Ортез», созданный НПО «Андроидная техника».
Изучение возможной взаимосвязи мозга и компьютера лежит в основе создания бионических протезов конечностей. Сегодня протезирование развивается в двух направлениях: управление протезом (более естественное, посредством передачи сигналов с нервов на протез) и обратная связь (возможность чувствовать протезом окружение). Юрий Матвиенко, руководитель инвазивных исследований ООО «Моторика», рассказал, что открытие и раскрытие протеза сегодня осуществляется с помощью технологии, разработанной в СССР еще в 60-х годах прошлого века — считывания импульсов с сохранившихся мышц руки (ЭМГ). Существуют и новые технологии. Инерциальное управление (ИИ) — специальные датчики считывают начало движения, например наклон и вытягивание руки перед захватом объекта, а потом завершают движение, закрывая или раскрывая кисть протеза.
Еще два способа — распознавание жестов с помощью считывания движения подкожных тканей и многоканальный ЭМГ (больше датчиков, дополнительные сигналы, дающие возможность различных действий). Юрий Матвиенко отметил, что все эти системы можно использовать одновременно. Это дает возможность создать более функциональные протезы с более естественным управлением. Обратная связь — тема не менее важная и интересная. ООО «Моторика» активно занялась вопросом передачи чувств через протез в процессе работы над купированием фантомных болей в культе. Пациенту в спинной мозг имплантировали электроды, после чего определяли зону мозга, отвечающую за фантомную боль, с помощью электростимуляции. Вслед за этим проводилось картирование — обнаружение областей и параметров стимуляции для имитации ощущений. Проводилось оно как на периферических нервах, так и на спинном мозге.
Для проверки чувствительности использовали протезы модели Manifesto с 6 степенями свободы. Сенсомоторные тесты показали, что пациенты смогли через протез определить размер предмета и степень его твердости. Сегодня работа «Моторики» находится на четвертом этапе — исследователям необходимо установить, стабилизировался ли электрод в организме пациента, чтобы понять, сможет ли пациент пользоваться протезом вне лаборатории. Юрий Матвиенко отметил, что компания специализируется на протезах верхних конечностей, но в рамках описанной выше работы попробовала себя и в создании протезов ног. Была разработана специальная стелька с датчиками давления. С их помощью, объединив стельку с ИИ, можно будет определять не только твердость поверхности, но и ее текстуру. Пока стельку можно подключить к компьютеру или планшету, в том числе, и по беспроводной связи.
Самая сложная и технологичная часть ноги — коленный сустав, отметил Иван Худяков, геренальный директор ГК «Салют Орто». Он рассказал о Steplife B7 — бионическом коленном модуле с микропроцессорной системой управления фазой переноса. «Сердцем» это разработки ГК «Салют Орто» является электронная опорная трубка. Устройство содержит два комплекта тензодатчиков: один измеряет вес человека, второй определяет смещение центра тяжести в продольной плоскости. Трубка позволяет получить больше данных о динамике движения и фиксировать, например, падение человека. Кроме того, в Steplife установлены датчики угла сгибания, работающие с точностью до 0,1°. Все эти устройства позволяют построить точную математическую модель движений человека.