Радио Свобода продолжает серию публикаций о технологическом прогрессе в медицине. На этот раз – обзор новинок для адаптации людей с ограниченными возможностями.
Роботические системы позволяют людям с ограниченными возможностями минимум времени проводить в больницах и восстановительных центрах, обслуживать себя самостоятельно, получать образование и находить работу.
Специальные костюмы, читающие мысли пациента, приобретают все большую популярность в реабилитации и в прямом смысле слова позволяют встать на ноги тем, кто ранее был прикован к инвалидному креслу. Корреспондент Радио Свобода выяснила, как автомобили на автопилоте, протезы слухового нерва, электронные поводыри и другие технологические новинки помогают людям с ограниченными возможностями.
Лечение по проводам
Пожалуй, наиболее естественная польза, которую новые технологии могут принести людям с ограниченными возможностями, – дать возможность маломобильным пациентам решать многие вопросы на расстоянии. В частности, в большинстве случаев для проведения медицинского осмотра врачу совсем не обязательно лично навещать пациента, а тем более – наоборот.
Очевидно, что медицинская помощь онлайн – это близкое будущее для всех нас
Разработкой систем дистанционного врачебного наблюдения занимается, например, американский Центр технологий качества жизни (The Quality of life technology Centre, QoLT) при университете Carnegie Mellon и университете Питтсбурга. Например, одна из разработанных здесь программ позволяет пациенту самостоятельно измерять артериальное давление, отправляя врачу окончательный график один раз в неделю. Центр не только внедряет технологии дистанционного наблюдения, но и объясняет людям с ограниченными возможностями с помощью специальных программ обучения, почему виртуальный врачебный осмотр в большинстве ситуаций ничуть не хуже обычного. Исполнительный директор центра Джим Осборн уверен, что у такого похода просто нет альтернативы: "Очевидно, что медицинская помощь онлайн – это близкое будущее для всех нас. Врачи перегружены работой, поэтому такое обслуживание пациентов представляется единственно разумным выходом".
Это понимают медики и в других странах. Системы онлайн-реабилитации и виртуального ухода за пациентами на дому получают все большее распространение в Скандинавии. Новый подход позволяет не только экономить муниципальные средства, но и делает возможным повысить качество медицинского обслуживания за счет возможности контролировать состояние пациентов и осуществлять обратную связь в любом месте и в любое время. Разрабатываемая Датским технологическим институтом (Danish Technological Institute) совместно Microsoft CityNext, Welfare Denmark и Microsoft System платформа для проведения врачебных видеоконсультаций позволит примерно в два раза сократить расходы на плановые осмотры пациентов, не снижая при этом уровня медицинской помощи.
Аналогичная программа patient@home – "пациент на дому" запущена университетом Южной Дании. Она объединяет в себе традиционную терапию в больницах с дистанционным мониторингом состояния пациентов на дому и их реабилитацией. Министерство науки, инноваций и высшего образования Дании оценило перспективность новой программы врачебной помощи и поддержало выделение грантов в размере 70 миллионов датских крон.
Движение с роботом
Януш Залевски, профессор кибернетики университета Florida Gulf Coast, уверен, что самой перспективной технологической новинкой в области инклюзирования, то есть включения инвалидов в активную жизнь, стали роботические костюмы, которые помогают восстановлению пациентов с тяжелыми травмами – такими как, например, параплегия нижних конечностей. Люди, которые считали себя прикованными к инвалидному креслу, могут научиться ходить в таком костюме всего за несколько дней.
Такие разработки ведутся в нескольких странах: одним из первых роботический костюм изобрел в 1998 году профессор Йошиюки Санкаи из японского университета Цукуба, основатель компании Cyberdyne. Позднее в США появились Ekso Bionics (исследования финансировались армией США при поддержке университета Беркли), а также Indego system. В Израиле роботические костюмы выпускает Argo Medical Technology.
Пока роботические костюмы изготавливаются малыми партиями (несколько сотен в год) и стоят достаточно дорого, к примеру, Cyberdyne обойдется почти в 4200 долларов, аренда – в 2000 долларов в месяц. Этот костюм включает блок питания и компьютер, которые помещаются за спиной в рюкзаке, а также "электрические мышцы" – пластины с сенсорами, располагающимися на внешней стороне ноги (бедро-голень). Когда здоровый человек хочет сделать какое-то движение, нервные сигналы через моторные нейроны поступают к мышцам и нервно-мышечная система реагирует изменением положения суставов. Если эта система нарушена, на помощь приходит костюм: его сенсоры улавливают нервные импульсы, поступающие от мозга к коже, устройство как бы "читает" мысли и трансформирует эти сигналы в движение искусственных суставов – так человек получает возможность двигаться.
Японские ученые считают, что с костюм не только дает возможность передвигаться, но и помогает восстановить собственные моторные системы человека. К улучшению состояния пациента после инсульта или травмы спинного мозга приводит обратная связь между мышцами и мозгом: активная работа мышц тонизирует мозг. Пока это лишь предположение, но если оно подтвердится, подходы к реабилитации инвалидов могут измениться. По информации Forbes, относительно легкие последствия инсульта могут быть устранены с помощью роботического костюма. Известны случаи, когда после тренировки пациента в костюме на протяжении от 6 до 9 месяцев нервно-мышечные связи были восстановлены практически полностью.
Перспективность роботических костюмов уже оценил рынок: в марте 2014 года рыночная цена компании Cyberdyne составила 967 миллионов долларов. Nikkei Asian review предполагает, что в следующем году продажи роботических костюмов подскочат на 200-300 процентов. Поводом для таких прогнозов является то, что производимый компанией костюм в 2013 году прошел клинические испытания в ЕС на базе центра нейророботической терапии при университете Бохума и уже используется в Великобритании и Германии. Его использование планируется также в Дании, в Одензе.
Один полуторачасовой сеанс роботической терапии стоит 500 евро, однако для прогресса людям с ограничениями опорно-двигательного аппарата рекомендуется пройти курс, состоящий из 60 таких занятий
Европейские реабилитационные центры уже сейчас неплохо зарабатывают на новой технологии. Теодор Буэльхоф, глава центра реабилитации Cyberdyne Care Robotics в Бохуме, рассказал, что один полуторачасовой сеанс роботической терапии стоит 500 евро, однако для прогресса людям с ограничениями опорно-двигательного аппарата рекомендуется пройти курс, состоящий из 60 занятий, за 25 тысяч евро. С одной стороны, подобная терапия покрывается в Германии медицинским страхованием от несчастных случаев и травм на рабочем месте, а также государственной медицинской страховкой, с другой стороны, стоимость лечения остается очень высокой. “Пока никакой информацией об удешевлении такой терапии мы не располагаем", – сказал Буэльхоф.
О восстановительных способностях систем, тренирующих обратную связь между мышцами и мозгом, задумываются и в России. На базе научного центра неврологии Академии медицинских наук и госпиталя МОНИКИ создается оригинальная восстановительная методика пациентов после инсульта с использованием нейрокомпьютерного интерфейса – сокращенно ИМК (интерфейс-мозг-компьютер). Эта система помогает уловить намерения инвалида совершить какое-либо действие, причем сигналы мозга фиксируются внешним устройством. Как рассказал Радио Свобода доктор биологических наук Александр Фролов, возглавляющий лабораторию математической нейробиологии Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, современные методы двигательной реабилитации послеинсультных больных сводятся к интенсификации движений. Если степень паралича после инсульта небольшая, то используется метод индуцированных ограничений: здоровая рука фиксируется посредством шины, и пациент стремится компенсировать нарушенные функции парализованной руки в самообслуживании. Если же инсульт имеет более серьезные последствия, то применяется ИМК.
Идея в том, что пациент воображает выполнение какого-либо движения и в это время следит за кружком на экране дисплея. На пациента надета шапочка, фиксирующая ЭЭГ и передающая на компьютер оператора (специалиста по реабилитации) информацию об электрической деятельности мозга. Например, на экране дисплея появляются правая и левая стрелки, когда пациент последовательно воображает движение правой и левой руками, а ЭЭГ становится обратной связью. Воображаемые движения стимулируют пластические механизмы мозга и ведут к скорейшему восстановлению. Так что создание ИМК – это выделение устойчивых признаков активности мозга, соответствующих мыслям и намерениям человека. В методике, упомянутой Фроловым, используется и экзоскелет для верхней конечности. Пациент воображает движения, посылая импульсы к неподвижной руке, а в это время экзоскелет (пневматические мышцы) за счет изменения давления заставляет спастическую после инсульта кисть разжиматься, восстанавливать свои функции. “Одно из основных отличий российской методики реабилитации от, скажем, японской в том, что мы используем обратную связь и сознательно тренируем мозг. Одетый же в роботический японский или американский костюм для всего тела инвалид передвигается пассивно, что, скорее всего, не так эффективно для быстрейшего восстановления”, – считает Фролов.
Электронные протезы и передвижение
С роботическими костюмами конкурируют другие технологические системы, способные обеспечить мобильность людям с ограниченными возможностями. Американский инженер Деннис Хонг разрабатывает автомобиль, которым смогут управлять слепые водители, для этого используются несколько компьютерных систем, камеры и сенсоры, улавливающие звук и вибрации. Далеко продвинулась в аналогичном направлении компания Google, создающая автомобиль, для управления которым вообще не нужен водитель. Использование Google-машины уже разрешено на дорогах общего пользования в Неваде, правда, пока “управлять” им не разрешается людям со слабым зрением.
Стоит упомянуть предназначенные для людей с ограниченными возможностями разработки Дина Кеймена, автора самоката Seagway. Это – инвалидное кресло iBot, способное подниматься по лестнице, а также роботическая рука-протез DEKA Robotic Arm, которая весит четыре килограмма и наделена такими тонкими сенсорами, что может разрезать виноградинку. Протез имеет обратную связь и позволяет, к примеру, варьировать силу рукопожатия.
Роботы-секретари
Робот может помочь человеку добраться до нужного места, а может просто отправиться вместо него. Благодаря роботам людям с ограниченными возможностями совсем необязательно постоянно присутствовать на рабочем месте или в университетской аудитории. Так, в лаборатории профессора кибернетики университета Florida Gulf Coast Януш Залевски трудится мобильный робот Anybots QB, оснащенный спикером, видеокамерой и экраном.
– Я могу быть в командировке в Европе и активировать своего помощника через компьютер: эффект присутствия гарантирован. Такой робот стоит ныне около 10 тысяч долларов, но его можно взять в аренду, скажем, на три месяца за 900 с лишним, – говорит Януш Залевски. – Со студентами мы работаем над роботом-гуманоидом NAO, который даже повторяет движения за своим "хозяином". Такой помощник может пригодиться инвалидам как средство невербального общения. А роботы, реагирующие на голосовые команды и способные двигаться вперед – назад, вправо – влево и так далее, могут оказаться полезными инвалидам в быту.
Коммуникация, чувства и память
Новые технологии не только помогают людям с ограниченными возможностями вернуть мобильность, но и возвращают утраченную возможность коммуникации с внешним миром. В некоторых случаях, например после инсульта, единственной возможностью взаимодействия с окружающим миром остается движение глаз. Помочь в этой ситуации сможет система DynaVox EyeMax, которая отслеживает движения зрачков, помогает набрать слова на дисплее и преобразовать их в речь.
Похожее устройство, InterACCt language software, позволяет пациентам с травмами спинного мозга, не владеющим руками, выбрать с помощью зажатого в губах стило-указателя выбирать на экране одну из сотен уже готовых фраз и картинок, иллюстрирующих определенные действия.
Новые технологии способны заменить и неработающие органы чувств. Стоит упомянуть, что функционал для помощи людям с ограничением зрения и слуха существует у устройств, предназначенных для широкого круга пользователей, – от обычных смартфонов, умеющих переводить речь в текст и наоборот, до Google Glasses. Но есть и специализированные системы, например, Kapten PLUS – устройство персональной навигации для людей, лишенных зрения, призванное выступать в роли собаки-поводыря.
Более смелая разработка – бионический имплант Bionic Еye американского и немецкого производства может помочь людям, страдающим от retinatis pigmentosa, наследственного заболевания глаз, которое может привести к слепоте. Возможно, скоро появятся соответствующие импланты, помогающие и при других диагнозах, связанных с нарушениями зрения.
Создание полностью искусственного глаза – дело будущего, а заменить электроникой слуховой нерв можно уже сегодня. Такая система разработана в США: микрофон улавливает звук, затем сигнал поступает в носимый за ухом микрокомпьютер, где трансформируется в цифровой сигнал и достигает собственно импланта, который в свою очередь напрямую стимулирует преддверно-улитковый нерв, отвечающий за передачу слуховых импульсов.
Инженеры готовы пойти еще дальше и создать искусственную замену целым отделам мозга. В лаборатории университета Пенсильвании (Computational Memory Lab) работают над проектом протеза памяти – это чип, как обещает Майкл Кахана, директор лаборатории университета Пенсильвании, может через 4-5 лет быть имплантирован тем, кто страдает амнезией. Пока что Кахана находится на начальной стадии исследования и изучает биомаркеры памяти. Для этого привлекаются пациенты-эпилептики, которым уже имплантированы электроды для изучения работы мозга во время судорог. Кахана планирует исследовать мозговую активность испытуемых при проведении тестов на проверку памяти. Выявив эти закономерности, ученые получат базу для создания эффективного чипа памяти. Впрочем, пока это дело очень далекой перспективы.
Проблема безработицы среди людей с ограниченными возможностями стоит очень остро во всем мире, в том числе в США. Ее уровень составлял по данным на 2012 год примерно 13 процентов среди 28 миллионов американских инвалидов. Для сравнения, безработица среди здоровых – всего 7,9 процента. В то же время число безработных инвалидов сокращается немного быстрее, чем уровень безработицы среди здоровых людей: на 4 процента за последние два года у людей с ограниченными возможностям, против 3 процентов у здоровых.
Важны и другие составляющие: отношение общества к людям с ограниченными возможностями, социально-экономические факторы, климат взаимного доверия – желание тех, кто здоров, понять нужды инвалидов и выйти навстречу
Современные технологии уже сегодня могут дать инвалидам возможность работать наравне со всеми, с той же эффективностью и на тех же должностях. Однако у проблемы есть и другая сторона. "Я верю, что технологии помогут вовлечь в активную жизнь людей с любыми способностями и возможностями. Однако технологии – это лишь часть проблемы. Важны и другие составляющие: отношение общества к людям с ограниченными возможностями, социально-экономические факторы, климат взаимного доверия – желание тех, кто здоров, понять нужды инвалидов и выйти навстречу. Если все это работает вместе, тогда люди с ограниченными возможностями могут чувствовать себя действительно инклюзированными", – считает Джим Осборн.
