Тренажер ходьбы Биокинект®

Комплекс с тренажерным модулем, для реабилитации пациентов с двигательной патологией методами функциональной электрической стимуляции (ФЭС) и биологической обратной связи (БОС).

Модификация комплекса Биокинект® предназначена для тренировки ходьбы с целью восстановления ритмичности и временной структуры цикла шага, движений в суставах нижних конечностей, правильному автоматизму работы мышц, опороспособности нижних конечностей. Одновременно с восстановительными тренировками, с использованием методов БОС и ФЭС, возможно проведение клинического анализа биомеханики движений и регистрация ЭМГ.

Тренажер для ходьбы входит в стандарт оснащения по Приказу МЗ РФ № 788н от от 31 июля 2020 г. «Об утверждении Порядка организации медицинской реабилитации взрослых».

Применение

Неврология - нарушения ходьбы после перенесенного инсульта, травмы головного и спинного мозга, при рассеянном склерозе, болезне Паркинсона, церебральном параличе, последствиях полиомиелита, остеохондрозе позвоночника.

Травматология - при травмах позвоночника, медленно срастающихся переломах и псевдоартрозах.

Ортопедия - в реабилитации больных при эндопротезировании суставов, сколиотической болезни, ходьбе на протезах.

ЛФК - позволяет эффективно приобретать навык ходьбы, максимально облегчая тренировки для пациентов.

Кардиология - в реабилитации больных с перенесенным инфарктом миокарда, операцией на сердце.

Ангиология - облитерирующие заболевания сосудов нижних конечностей.

Технические особенности

Основой комплекса являются многофункциональные автономные биомеханические сенсоры «Траст-М».

Сенсоры позволяют проводить регистрацию движений в сегментах синхронно с электромиографией , оценивать ротацию в суставах, осуществлять фазовую электростимуляцию.

Совместно с ПО «Биомеханика-Неврокор» комплекс обеспечивает одновременное проведение диагностических и реабилитационных мероприятий с постоянным контролем состояния пациента и оценкой динамики лечения.

Отличительной особенностью комплекса является адаптивная ФЭС, которая позволяет одновременно с тренировкой ходьбы, в режиме БОС, воздействовать на мышцу в фазу её физиологической активности.

Специально разработанная виртуальная среда БОС - «Увлекательная прогулка», которая реализуется посредством трёхмерного монитора или шлема виртуальной реальности, обеспечивает эффект «физиологического зеркала», создает ощущение присутствия, повышая мотивацию пациента и эффективность тренировки.

Комплекс «Биокинект» позволяет проводить клинический анализ походки, регистрируя временные, пространственные характеристики шага, ротационные движения в суставах, ударные нагрузки на нижние конечности, с одновременной регистрацией ЭМГ. Регистрация биоэлектрической активности мышечных групп или отдельных мышц во время движения обследуемого, позволяет определить включение мышц в двигательный акт.

В состав комплекса входит тренажер-беговая дорожка (тредмил), управляемая от ПК , позволяющая работать в режимах низкой скорости, с плавным переключением от 0,1 км/ч. Кроме того тредмил оснащен эргономичными, регулируемыми по высоте перилами, кнопкой экстренной остановки, а так же пандусом для удобного использования пациентами-колясочниками. Это особенно актуально для пациентов с ограниченными возможностями.

Мобильная система активной разгрузки веса пациента с автономным источником питания, датчиком разгружаемого веса, набором эластичных подвесов разного размера обеспечивает комфорт и безопасность пациента во время тренировки.

Основные технические характеристики

Сенсоры биомеханические «Траст-М» с функцией фазовой миостимуляции	2-7 шт.
Количество каналов фазовой миостимуляции	4-8 каналов
Регистрация ротационных движений в суставах	по 3-м осям
Точность регистрации ротаций	0.5 градусов
Количество каналов регистрации тремора в сенсоре	3 канала
Количество каналов регистрации ЭМГ в сенсоре	1-2 канала
Визуализация и реконструкция движений, фаз стимуляции и работы мышц в виде модели «Скелет с мышцами»	наличие
Скорость тренажера беговая дорожка	0.1-10 км / час
Максимальный вес пациента	150 кг
Система БОС виртуальная реальность	3D со стереоэффектом (ЖК дисплей ,проектор, шлем Виртуальной Реальности)
Интерфейс связи с ПК	телеметрия, USB
Время автономной работы сенсоров «Траст-М»	до 3 часов от одной подзарядки в режиме «ФЭС» . до 6 часов в режиме «Диагностика»

Модификация комплекса Биокинект® предназначена для тренировки ходьбы с целью восстановления ритмичности и временной структуры цикла шага, движений в суставах нижних конечностей, правильному автоматизму работы мышц, опороспособности нижних конечностей. Одновременно с восстановительными тренировками, с использованием методов БОС и ФЭС, возможно проведение клинического анализа биомеханики движений и регистрация ЭМГ.

Тренажер ходьбы входит в стандарты оснащения центров и отделений медицинской реабилитации пациентов с соматическими заболеваниями, с нарушениями функций опорно-двигательного аппарата, центральной и периферической нервной системы. Приказ МЗ РФ № 788н от от 31 июля 2020 г. «Об утверждении Порядка организации медицинской реабилитации взрослых».

Тренажер ходьбы является диагностическим и реабилитационным комплексом одновременно. Комплекс широко используется при любой патологии, сопровождающейся нарушениями ходьбы, позволяя проводить точную диагностику и восстановление походки.

В неврологии комплекс применяется для реабилитации больных с нарушением ходьбы после перенесенного инсульта, после травм головного и спинного мозга, при рассеянном склерозе, паркинсонизме, церебральном параличе, последствиях полиомиелита, остеохондрозе позвоночника.

В травматологии при травмах позвоночника, медленно срастающихся переломах и псевдоартрозах

В ортопедии при реабилитации больных после эндопротезирования крупных суставов, сколиотической болезни, ходьбе на протезах с ампутацией на уровне голени или бедра.

В ЛФК при длительной малоподвижности пациента, позволяет эффективно приобретать навык ходьбы, максимально облегчая тренировки.

В кардиологии при реабилитации больных с перенесенным инфарктом миокарда, операцией на сердце.

В ангиологии при облитерирующих заболеваниях сосудов нижних конечностей.

Ни для кого не секрет, как важна точная постановка диагноза для проведения корректного лечения. Оценка функционального состояния опорно-двигательной системы при различных патологических состояниях достаточно сложный процесс и требует комплексного подхода. Врач, при осмотре способен дать только субъективную оценку актов ходьбы и стояния пациента. Эта оценка зависит от квалификации, опыта конкретного врача.

Клиническая Биомеханика

Рис.1 ПО Биомеханика-Неврокор — ПО Биомеханика - Неврокор

Тренажер ходьбы Биокинект®, благодаря входящим в его комплект биомеханическим датчикам, позволяет проводить объективную функциональную диагностику патологии походки, а так же клинический анализ движений. Регистрируются временные, пространственные характеристики шага, движения в суставах (сгибание-разгибание, отведение-приведение, ротационные движения) или сегментах тела, движения таза в трёх взаимно перпендикулярных плоскостях, ударные нагрузки на нижние конечности. Анализируются циклические движения пациента во время ходьбы с последующей полуавтоматической расстановкой фаз цикла шага, что позволяет сравнивать результат с нормой, оценивать асимметрии. Результаты анализа представлены в виде графиков гониограмм, табличных значений углов, конструкции скелета тела. Все эти данные помогают врачу проводить глубокий анализ функциональных изменений со стороны опорно-двигательной системы, позволяют оценивать эффективность проводимого лечения и динамику процессов восстановления.

ЭМГ

В комплексе Биокинект®, синхронно с регистрацией биомеханики движений, используется поверхностная электромиография (ПЭМГ), которая позволяет регистрировать и анализировать ЭМГ активность любых поверхностно расположенных мышц в период двигательного акта.

Основные возможности ПЭМГ:

- ЭМГ позволяет непосредственно «заглянуть» в мышцу

- Позволяет измерить мышечные характеристики

- Дает объективную информацию при сравнении до и после лечения

- Документирует режимы лечения и тренировок

- Помогает пациентам «находить» и тренировать необходимые мышцы

- Помогает оптимизировать спортивную деятельность

- Определять мышечные ответы в исследованиях эргономики

Каналы ЭМГ встроены в датчик «Бисенс», что значительно упрощает проведение исследования для врача и пациента. Регистрация ЭМГ позволяет оценить сократительную способность исследуемых мышц при различной патологии опорно-двигательного аппарата. Данные ЭМГ, синхронизированные с циклом шага, позволяют определить включение исследуемых мышц в двигательный акт, что в дальнейшем обеспечивает корректную настройку методики проведения реабилитации с помощью ФЭС, воздействуя на мышцу в фазу её физиологической активности. Полученные результаты представлены в виде графиков нативной, «огибающей» и усредненной ЭМГ. Данные синхронизированы с циклами движений, что существенно облегчает анализ фаз мышечной активности. Для наглядности доступна функция реконструкции 3D скелета тела с мышцами. Возможен просмотр проведенного исследования в видео формате с синхронной анимацией 3D модели «скелета», графиками гониограмм и миограмм.

ФЭС

Функциональная электрическая стимуляция, как направление метода электрической стимуляции мышц, возникло в начале 60-х годов. Сущность его в том, что электрическая стимуляция используется как способ восстановления не отдельного органа-мышцы, а сложного двигательного акта.

В основе метода ФЭС лежит возбуждение мышц электрическими импульсами особой формы, которые точно синхронизированы с выполняемым движением и производятся строго в соответствии с фазой естественного возбуждения и сокращения мышц. Для целого ряда широко распространённых заболеваний, таких как последствия церебрального инсульта, детский церебральный паралич, периферические и центральные параличи и парезы различного генеза, характерно аномальное включение мышц в двигательный акт. ФЭС – это метод, который позволяет перепрограммировать фазу активности мышцы.

Тренажер ходьбы «Биокинект» оснащен датчиками с адаптивной функциональной электрической стимуляцией, которая одновременно с тренировкой ходьбы, в режиме БОС, осуществляет воздействие на мышцу в фазу её физиологической активности. При этом улучшается функциональное состояние мышц, корректируются неправильно выполняемые движения и постепенно вырабатывается правильный двигательный стереотип.

Датчик «Траст-М» со стимуляционным канал ФЭС имеет компактные размеры и маленький вес. Конструкция обеспечивает его комфортную фиксацию на теле пациента в нужном сегменте. Этот факт существенно улучшает эргономику использования датчиков, сводя к минимуму количество и длину проводов, не ограничивая движения пациента.

Комплекс «Биокинект» может быть использован для проведения ФЭС, как самостоятельно, например, при выполнении пациентом ходьбы или специальных упражнений, так и в составе специализированных тренажёров. В качестве тренажёров могут применяться различные типы активных и пассивных тренажёров для нижних и верхних конечностей, туловища. Наиболее распространёнными в реабилитационных учреждениях являются такие тренажёры, как беговая дорожка (тредмил, входящий в состав комплекса), велотренажёр для нижних и верхних конечностей и др.

БОС - тренировка

Рис. 4 Тренажер ходьбы Траст-М. БОС — Тренажер ходьбы "Биокинект". БОС

БОС или Биоуправление, Biofeedback– метод обучения произвольной регуляции различных физиологических функций и двигательных актов посредством их визуальной или звуковой репрезентации в реальном режиме времени. БОС - метод использует, так называемый принцип «физиологического зеркала», когда посредством специальных аппаратных средств пациент получает прямую информацию о различных физиологических функциях. Образование такого канала обратной связи позволяет больному обучаться как произвольной регуляции данной функции, так и непроизвольной, т.е. без участия сознания.

Комплекс для тренировки ходьбы «Биокинект» позволяет проводить эффективную реабилитацию, методом БОС, пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата. Специально разработанная виртуальная среда БОС - «Увлекательная прогулка», которая реализуется посредством трёхмерного монитора или шлема виртуальной реальности, значительно повышает мотивацию пациента, тренировка превращается в увлекательную игру.

Виртуальная реальность применяется в реабилитации для наибольшей реалистичности, обеспечивая эффект «погружения» больного в среду, а также для мгновенной обратной связи, исключая возможность отвлечения внимания.

Виртуальная среда «Увлекательная прогулка» представлена пейзажем, по которому перемещается пациент, тренируя скорость и частоту шага, с возможностью просмотра своих действий на модели человека со стороны (от 3-го лица). При этом все движения будут показываться в режиме реального времени, что обеспечивает эффект «наблюдения – подражания». В настоящее время это один из самых эффективных методов восстановления после перенесенного инсульта, поскольку он повышает активность зеркальных нейронов, пластичность головного мозга и, как следствие, реабилитационный потенциал.

Для проведения процедуры БОС в комплексе Биокинект® для тренировки ходьбы используются следующие физиологические параметры:

-кинематика движения

-параметры шага

-ротационные движения в суставах

-асимметрия движений

-электрическая активность мышц

Во время тренировки с БОС происходит визуальная стимуляция в режиме реального времени, в результате чего создается своего рода «шаблон ходьбы», подражая которому пациенты контролируют скорость ходьбы, соблюдают ширину и симметрию шага.

Использование ЭМГ активности – один из эффективных способов целенаправленного восстановления активности мышц, посредством применения БОС, основной задачей которого является восстановление нормальной фазовой активности и увеличение амплитуды активности. Для анализа ЭМГ активности, как правило, регистрируются циклические движения, чаще всего ходьба.

Существует несколько вариантов тренировки с ЭМГ:

- восстановление биоэлектрической активности мышцы по амплитуде,

- восстановление ритмичности активности мышц (билатеральная методика),

- восстановление правильной фазовой активности мышцы,

- сочетанные методики

Тренажерный модуль

В состав комплекса Биокинект® входит адаптированная для тяжелых больных беговая дорожка (тредмил) с плавной регулировкой скорости - от 0,1 км/ч., что особенно актуально для пациентов, которые не могут самостоятельно стоять и ходить. Дорожка управляется от ПК и имеет встроенные программы тренировок. Кроме того, тредмил оснащен удобными телескопическими перилами, регулируемыми соответственно с ростом пациента. Беговое полотно с амортизирующим покрытием уменьшает нагрузку на суставы и повышает уровень комфорта при использовании. Предусмотрена кнопка экстренной остановки, пандус для удобного использования пациентами-колясочниками.

Мобильная система активной разгрузки веса пациента «Биокинект» разработана специально для облегчения тренировочных процедур во время реабилитации больных с двигательной патологией. Система обеспечивает компенсацию веса пациента и поддержку равновесия в положении стоя, защищая от падения. Для пациентов в инвалидных колясках предусмотрена функция вертикализации из сидячего положения. ЖК экран на панели управления отображает текущие режимы работы, состояние аккумулятора и разгружаемый вес. Встроенная автономная аккумуляторная система позволяет использовать тренажер без сетевого питания 220В и продолжать работу в моменты отключения электричества.

Статьи