Миокостюм

Дата публикации
20 Мая 2021
Категория
Наука

Школьница из Нижнего Новгорода Арина Филимонова, которой сейчас 14 лет, используя общедоступную плату Arduino, разработала костюм для реабилитации после травмы позвоночника, способный поддерживать мышцы в тонусе и передавать врачу сведения о состоянии организма

Миокостюм — так называется разработка школьницы, поскольку в его конструкции есть датчики для миостимуляции, воздействующие на тело с помощью электрических токов. Разработка должна помочь людям с переломом позвоночника проходить реабилитацию на дому.

За проект миокостюма Арина взялась осенью 2019 года. Поводом для этого стала травма друга, который еще в четвертом классе получил компрессионный перелом позвоночника. Мальчик почти год провел в постели и проходил несколько курсов реабилитации. «Мне стало очень интересно, и я задумалась над этим проектом», — рассказала школьница. От идеи до воплощения в жизнь ушло порядка года. Сначала Арина изучила множество материалов по этой теме, консультировалась с практикующими врачами, а в декабре 2019 года заказала в китайском интернет-магазине Aliexpress необходимые датчики и ткань и приступила к сборке макета. В качестве основы была взята легкая компрессионная ткань, позволяющая регулировать работу кровеносных сосудов и препятствующая образованию отеков. Обычно такую ткань используют для пошива спортивной одежды. Внутри костюма была помещена мембрана, защищающая от бактерий и не пропускающая жидкости. Датчики также были расположены с внутренней стороны и защищены от воздействия влаги.

Разработанное устройство выполняет три функции: диагностика состояния организма, стимуляция мышц и введение лекарств. Встроенные датчики способны отслеживать пульс, давление, температуру, электрокардиографию, электромиографию, положение тела в пространстве и уровень кислорода в крови. Миостимуляция и вибростимуляция позволяют избежать атрофии мышц и постепенно развивать мышечный каркас пациента, а электрофорез - неинвазивно вводить лекарство в тело человека. Поскольку устройство показывает положение тела в пространстве, врачи или родственники смогут сразу узнать, если человек упадет.

Реабилитация после травм позвоночника – процесс длительный, занимающий порой от нескольких месяцев, при незначительных травмах, до года и больше, при серьезных травмах. Полное восстановление возможно не всегда. Курс лечения подбирают с учетом локализации и степени перелома и повреждений спинного мозга. Реабилитация начинается еще в реанимации, после продолжается в стационаре, санатории или амбулаторно.

Главная задача при реабилитации больных с травмами позвоночника - поддержка мышечного корсета и тонуса. И миокостюм позволяет не только упростить, но в некоторых случаях даже ускорить процесс восстановления. При этом важно отметить, что использование костюма совершенно не требует каких-либо специальных навыков. Поэтому он как нельзя лучше подойдет для домашней реабилитации, позволяя самостоятельно проводить диагностику и передавать полученные данные лечащему доктору.

Первые испытания показали, что использование костюма всего лишь в течение трех дней привело к видимому укреплению мышц и улучшению эластичности волокон. Есть все основания полагать, что более длительное воздействие на мышцы даст больший эффект, но даже полученный результат – серьезный аргумент в пользу доработки и широкого применения миокостюма.

Кроме того, костюм тестировался на спортсменах, и эти испытания показали, что его использование помогает выявлять предрасположенность и изучать особенности тестируемых. Встроенные датчики показывали уровень кислорода в крови и другие показатели, по которым тренер может сделать выводы о выносливости, подготовке, состоянии организма спортсменов и подобрать наиболее оптимальную программу тренировок.

Арина Филимонова занимается робототехникой с девяти лет, биологией — с 11-ти. Она уже дважды принимала участие со своими разработками на всероссийском конкурсе научно-технического творчества «Шустрик» (shustrik.org): в 2018 году Арина представила там свою первую разработку на основе миостимулятора и метронома - «Устройство для преодоления заикания во время выступлений». В основу работы устройства легла идея использования электрического тока малой мощности. А в 2020 году, представив свой миокостюм, она одержала победу и заняла первое место по профилю «Нейротехнологии».

«В будущем я собираюсь стать биоинженером. Это самая притягательная для меня сфера. Я искренне считаю, что будущее за синтезом биологии и технологий. Конечно, мечтать о флешке в мозгу для улучшения памяти или о встроенном в голову WiFi-модуле для прямого коннекта со всемирной сетью пока не приходится, слишком это зыбкая вещь – улучшение природы человека, но надеяться на то, что в скором времени появятся биотехнологии, которые помогут больным сахарным диабетом, болезнью Паркинсона и прочими, можно и нужно», - рассказывает Арина о своих мечтах.

Китайский интернет-магазин Aliexpress, в котором Арина заказывала комплектующие для миокостюма, вдохновившись идеей девочки, решил помочь Арине модернизировать ее тестовый образец. Полностью закончить своё устройство Арина планирует до конца 2021 года.

Разработкой Филимоновой уже заинтересовались в Нижегородском НИИ травматологии и ортопедии (ГИТО) и Научно-образовательном центре в Нижегородской области. 8 декабря 2020 года, в Нижнем Новгороде состоялось вручение премии «Человек года», которая каждый год проводится изданием «Деловой Квартал». Арина Филимонова стала победителем главной номинации.

По материалам сайтов: nn.ru, shustrik.org, snob.ru

Другие статьи