В МАИ разрабатывают устройство для тестирования результатов мышечной реабилитации космонавтов

Фото: Пресс-служба МАИ / Архив

Выпускница института № 6 «Аэрокосмический» Московского авиационного института Мария Голикова создаёт автоматическое устройство для оценки постуральной устойчивости — то есть, способности человека сохранять равновесие. Разработка позволит врачам-реабилитологам, работающим с космонавтами, получать точные данные о скорости их восстановления после длительного пребывания в условиях изменённой гравитации — в невесомости, как на МКС, или в модельных экспериментах на Земле. Анализируя процесс восстановления космонавтов, учёные могут связать это с интенсивностью их тренировок и скорректировать программы для будущих экипажей.

Организм человека поддерживает вертикальную позу благодаря сложной системе рефлексов. При непроизвольном отклонении тела от вертикали при внешних воздействиях — например, ударе или толчках — мышцы сокращаются, пытаясь восстановить равновесие. Этот процесс называется позно-коррекционным ответом — он показывает, насколько хорошо человек способен удерживать тело в пространстве.

При травмах, некоторых заболеваниях и с возрастом позно-коррекционный ответ ухудшается: снижается способность противостоять внешним факторам, что приводит к повышенному риску травматизации. У космонавтов, долго находившихся в невесомости, эта система также «ломается» — чтобы её восстановить, требуются время и специальные тренировки.

Сегодня для оценки устойчивости применяют специальные платформы, которые фиксируют малейшие изменения центра тяжести. Проанализировав эту информацию, врач может дать лишь качественную оценку состояния пациента по шкале «лучше» или «хуже» — при этом инструмента для количественной оценки нет.

— Для получения измеримых результатов учёные предложили оценивать устойчивость пациента не только в состоянии покоя, но и в момент сопротивления внешним воздействиям (как световым, звуковым, так и физическим). Во врачебной практике в нашей стране в качестве такого воздействия используется толчок в грудь — однако его наносит человек, что приводит к погрешностям и снижению точности получаемых результатов, — поясняет Мария Голикова.

Разрабатываемое устройство обеспечивает полную стандартизацию воздействия — пациента толкает уже автомат, а не человек.

— В отличие от традиционной методики, автоматическое устройство обеспечивает идентичную силу, направление и точку приложения удара в каждом тесте. Это позволяет врачу получать чистые математические данные для сравнения результатов «до» и «после», а также строить модели для прогнозирования реабилитации конкретного пациента, — говорит Мария Голикова.

Работа над проектом, который не имеет точных аналогов, длится два года. Уже создан полный инженерный прототип, готовый к переходу в стадию опытно-конструкторских работ. На текущем этапе ведётся поиск производственного партнёра для создания функционального прототипа, его испытаний и подготовки к сертификации.

В реализации аппаратного решения заинтересованы Федеральный научно-клинический центр космической медицины и биологии Федерального медико-биологического агентства и Институт медико-биологических проблем Российской академии наук. Устройство может применяться не только в космической медицине, но и в общей практике — для диагностики и ведения пациентов с двигательными нарушениями, в том числе при болезни Паркинсона.

Проект реализуется в рамках объявленного президентом России Десятилетия науки и технологий.